成果简介

本成果属于深部岩土力学、能源地下工程及多场耦合动力学交叉领域。地下介质处于高温、高压、高渗流及复杂化学环境的极端条件下，工程扰动（如开挖、注采、爆破、地震）引发的热-水-力-化（THMC）多物理场耦合动力学响应直接决定工程安全性与资源采收效率。传统单一场或准静态耦合理论难以准确描述深部介质在动态荷载下的非线性演化、损伤破裂及多相多组分运移规律。本成果突破了THMC全耦合动力学建模、高效求解与工程应用的关键技术瓶颈，为地下工程安全评价与优化设计提供了核心理论支撑与技术手段。

技术创新点

突破了传统热-水-力（THM）耦合与化学场分离建模的局限，基于非平衡热力学与连续介质力学，推导了严格满足能量守恒、质量守恒、动量守恒及化学反应动力学规律的THMC全耦合守恒型控制方程组。首次将动态荷载（冲击、爆破、地震波）引发的介质瞬态响应与温度场、渗流场、应力场、化学场进行时空统一描述，揭示了多场之间通过本构关系、传输系数及化学反应速率相互耦合的物理机制。

应用场景

成果适用于深部地热储层热流固耦合开发方案优化、高放核废料地质处置库长期安全性评价、页岩气储层压裂-注采THMC耦合分析、地下储气库注采动态稳定性评估等工程实践。随着深地、深海及极端环境工程需求的持续增长，该技术在能源资源开发、地下空间利用及地质环境保护领域具有广阔的推广应用前景。

联系方式

结构工程研究所：17838418558（郭老师）