液氮劣化的岩石热-水-力耦合模拟

液氮冷浸造成岩石的劣化损伤可以考虑为低温环境下的热-水-力耦合问题。为研究极低温对岩石强度和应变的影响,基于饱和岩石的水-冰相变热传导方程、水分迁移方程和应力应变方程,利用Comsol有限元软件中的系数型偏微分方程模块(PDE)进行二次开发,自定义了液氮冷浸造成岩石劣化的数学模型。然后对饱和岩石试样进行数值模拟计算,得到了冷浸作用下岩石的温度、水分和冻胀变形的变化规律。此外,基于液氮冷浸对岩石造成的劣化作用,文中提出利用液氮冷浸作为地下工程中辅助破岩的手段。