裂隙岩体流-热耦合传热的三维数值模拟分析

通过对潘西煤矿水文地质条件的分析，基于裂隙岩体的流-热耦合数学模型，描述了裂隙岩体渗流场分布和水流及岩体的温度场分布，并结合边界条件及计算参数对裂隙岩体的流-热耦合传热进行了数值模拟和分析。数值模拟结果表明，岩体内裂隙水流所引发的热量迁移，对裂隙岩体的温度场分布有重要影响。断裂带及地下水流的存在改变了岩体的原有温度场分布。在渗流初期，温度梯度矢量沿渗流方向向两侧岩体方向流动，由于两侧岩体的渗透性系数低于断裂带处的渗透性系数，右侧等温线及温度梯度矢量方向逐渐向渗流方向移动，改变了两侧岩体的温度场分布。通过对断裂带内裂隙水流渗透性系数的折减，分析渗透性系数发生变化时对岩体温度场分布的影响，渗透性系数越大，伴随的热量迁移增大，对岩体的温度场分布的影响也越大。