高自生热材料注浆过程多场耦合数值分析

作者：崔溦; 李永杰^*; 戚蓝; 黄小龙; 刘灿平; 党彦

来源：武汉大学学报(工学版), 2018, 51(11): 941-949.

DOI：10.14188/j.1671-8844.2018-11-001

• 高自生热材料
• 多孔介质
• 注浆
• 数值模拟
• 热流固耦合模型

注浆材料固化放热除了会影响岩土体温度场进而产生温度应力外,还会对浆液流动特性及过程产生影响,注浆过程的热、流、固全耦合分析对于揭示裂隙岩体注浆效果具有重要意义.在建立热、流、固全耦合分析方法的基础上,以高自生热材料聚氨酯为研究对象,考虑多物理场参数的耦合动态变化,研究了孔隙裂隙岩体的注浆过程,揭示了温度、浆液在孔隙介质和裂隙介质中的传递,浆液流动特性及含裂隙多孔介质结构响应.结果表明:当裂隙开度大于孔隙介质等效微渗流通道宽度时,注浆压力在孔隙介质和裂隙介质中,优先沿裂隙介质传递,并给出了一种初步判断孔隙介质等效渗流通道宽度数量级的方法;聚氨酯浆液固化放热,浆液优先在裂隙介质中产生强热对流;注浆过程中渗流场和结构场起主导和控制作用,浆液自生热产生的温度场对注浆过程有一定影响,但主要表现为对浆液流动特性的影响,而温度扩散范围则较为有限.

• 单位
  水利工程仿真与安全国家重点实验室; 天津大学