特厚冲积层冻结井壁水热力耦合作用下损伤演化规律与涌水机理研究

本项目针对特厚冲积层冻结井壁在施工、冻结壁融化和使用过程中受到大温差、大温变、高压水和土压力共同作用下产生的损伤演化和涌突水过程中存在的科学问题，以弹性模量为表征，基于损伤力学原理，建立深冻结井壁水-热-力多场耦合分析模型，给出其损伤演化方程；采用有限元软件对水-热-力多场耦合作用下深冻结井壁损伤演化过程进行仿真分析，揭示特厚冲积层冻结井壁渗透性演化机理，搞清井壁涌突水的主要影响因素；通过物理模拟试验，分别进行大温差、大温变、自重和冻结压力耦合作用下深冻结井壁开裂试验和裂纹扩展贯通直至涌突水过程试验，得到井壁混凝土渗透系数与应力应变之间关系，并对理论分析和数值计算结果进行验证。通过以上研究，以得到大温差、大温变、高压水和外荷载耦合作用下深冻结井壁裂纹萌生、扩展及贯通演化规律，揭示特厚冲积层冻结井壁涌突水机理。