正交各向异性岩体热‒力耦合行为的半解析解
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作者:
作者单位:

同济大学 土木工程学院,上海 200092

作者简介:

赵勇智,工学博士,博士后,主要研究方向为能源地下结构和多孔介质力学。E-mail: zyz@tongji.edu.cn

通讯作者:

石振明,教授,工学博士,博士生导师,主要研究方向为岩体力学和工程地质。 E-mail: 94026@tongji.edu.cn

中图分类号:

TU443

基金项目:

国家资助博士后研究人员计划(GZB20240534),上海市超级博士后计划(2023620),国家重点研发计划(2023YFC3008300),国家自然科学基金?联合基金重点项目(U23A2044)


A Semi-Analytical Solution for Coupled Thermo-Mechanical Behaviors of Cross-Anisotropic Geotechnical Media
Author:
Affiliation:

College of Civil Engineering, Tongji University, Shanghai 200092,China

Fund Project:

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    摘要:

    针对能源桩、地热发电等工程中普遍存在的岩体热?力耦合行为,引入涵盖模量各向异性、线性热膨胀系数各向异性及导热各向异性的控制方程;再根据变换微分求积法(TDQM)离散规则,在深度方向和时间维度上离散偏微分方程;考虑多种力荷载、热源及温度荷载形式,并引入内部连续条件和边界条件,得到层状正交各向异性岩体的热?力耦合解;通过算例验证理论正确性,并进行参数敏感性分析,为层状正交各向异性岩体热?力耦合行为分析提供依据。

    Abstract:

    To address the thermal-mechanical behaviors of geotechnical media in engineering including energy piles and geothermal power generation, the governing equations covering the anisotropy of moduli, linear thermal expansion coefficients and thermal conductivity are introduced. Then, the partial differential equations are discretized along depth and time domain based on the discretization rules of the transformed differential quadrature method (TDQM). Various load forms of mechanical loads, heat sources and temperature loads are considered, and the coupled thermal-mechanical solution is obtained after introducing the internal continuity conditions and boundary conditions. The proposed theory is verified through case studies. Finally, a sensitivity analysis is performed to provide a basis for the analysis of thermal-mechanical coupling behavior of layered cross-anisotropic media.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

赵勇智,石振明,彭铭,周洁.正交各向异性岩体热‒力耦合行为的半解析解[J].同济大学学报(自然科学版),2025,53(10):1518~1526

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  • 收稿日期:2024-05-16
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  • 在线发布日期: 2025-11-04
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