岩体裂纹扩展液-热-力耦合模块数值模拟研究

为研究液 热 力三场耦合作用下深地工程岩体裂纹 扩展演化机理,基于现有裂纹扩展模拟优势软件 FRACOD, 进一步研发了液 热 力(H-T-M)耦合模块。此模块采用 间接边界元 位移不连续法进行力学数值计算(岩体的变形 和裂纹扩展)和瞬态热流模拟,用迭代法模拟裂纹扩展过程。 通过地热能开发、地下天然气液化存储工程案例进行分析验 证。模拟结果表明:①注入的流体温度与围岩温度不同时, 流体在裂隙中流动引起热交换,在岩体内部产生温度压力, 促进了裂纹扩展;②冰膨胀对岩石应力的影响随着裂隙孔径 的增加而增大,所产生的压应力使岩体中的裂隙闭合,降低 了流体泄露的风险。得到的试验结果能够清晰地反映出裂 纹、不连续面及其扩展过程和演化规律,验证了该模块的可 行性和优越性。