岩石单向加热热固耦合数值模拟研究

辛林^1,2，程卫民^1,2，谢军^1,2，刘震^1,2，胡相明^1,2

1. 山东科技大学矿山灾害预防控制—省部共建国家重点实验室培育基地2. 山东科技大学矿业与安全工程学院

摘 要：为了研究煤炭地下气化覆岩在热固耦合条件下温度、应力以及塑性区分布演化规律,采用COMSOL软件在单向加热和轴向约束条件下对岩石进行了热固耦合数值模拟,得到了温度场、应力场、位移场以及体积应变和塑性区分布规律。结果表明:轴向不同位置温度随时间呈非线性增加,沿岩石高度方向温度梯度较大,且随时间呈降低趋势;主应力主要分布于岩石轴向下端面及附近圆周区,塑性区主要分布于试件下部1/6高度范围,存在扁平状孤岛塑性区;下端面圆周区出现应力拉伸,径向应变最大,模拟结果有助于从热固耦合的角度研究砂岩石的热损伤破裂特性。

关键词：煤炭地下气化;单向加热;热固耦合;岩石热损伤;