非飽和膨潤土熱-水-力耦合的數值模擬研究.pdf

1、目前，在土木、水力工程領域，如凍土地區(qū)的路基處理，資源與能源領域，如煤炭的地下氣化，環(huán)境工程領域，如高放核廢棄料的處置中，周圍環(huán)境中各物理場往往處于復雜的相互作用和影響之中，尤其是環(huán)境的主體-非飽和土，其物理化學性質受到溫度場、滲流場和應力場的影響明顯，因此，考慮多物理化學場耦合的研究就顯得很重要，也逐漸成為一個熱門的課題，對于指導工程實踐有著重要的參考意義。
　　 然而，隨著數值解法在科研和工程中的應用越來越成熟，這也給非飽和

2、土的多場耦合研究提供了極大的便利。目前，國內大多數的研究都是針對具體工程問題進行理論推導，在數值計算特別是軟件的開發(fā)上相對滯后，這也使得問題的求解有很大的局限性。文章依托高放核廢料處置概念庫的模型，應用大型商用軟件ABAQUS對緩沖材料-非飽和膨潤土的均勻化過程進行模擬研究，具體內容為：
　　 (1)簡單介紹了非飽和土的耦合作用方式和熱學、水力和力學的理論基礎，并結合本文的研究確定了順序耦合的求解方式，給出了耦合的場方程。

3、>　　 (2)利用ABAQUS進行吸水仿真實驗，并給出了含水率隨距離變化的曲線，對比真實實驗數據結論，證明ABAQUS有良好的可靠性和準確性。
　　 (3)根據高放核廢料處置概念庫的模型，對非飽和膨潤土進行水-力耦合數值模擬分析，給出不同時刻的飽和度、應力和位移的空間分布云圖和隨時間變化曲線圖，并對重要參數進行敏感性分析，得出達到初始飽和(Sr≥95％)和最終飽和所需時間對滲透系數較為敏感。
　　 (4)在水-力耦合分