中文摘要：

伴随能源和资源的深部开采，高温已经成为矿山深部开采所面临的关键问题，本项目开展应力-渗流-温度耦合条件下岩体传热机理的研究是必要的。依据现场调研和测试的结果，通过室内热导性试验研究了流热耦合条件下裂隙岩体的导热性质，分析了单裂隙岩体的渗流场特征。基于传热学和流固耦合理论，建立了渗流-应力-温度三场耦合状态下的二维模型和渗流-温度耦合作用下含水岩层的三维模型，通过有限元模拟了热流耦合、热力耦合、力流耦合和三场耦合的相互作用。选取孔隙率、裂隙、裂隙水流速和流体粘性作为信息元，分析它们对岩体温度场的影响，探讨岩体流固耦合条件下的传热机理。地下水作为热量传递的载体使得渗流伴随着热量的迁移，应力场对岩体导热系数的影响很小，但应力场和渗流场之间的耦合效应也会影响温度场的分布。应力场影响流体的流动和汇聚，反过来渗流会对岩石骨架产生渗透力作用，地下水的渗流运动又伴随着热量迁移，从而影响巷道围岩温度场和温度矢量的分布状态，以上相互作用同时发生形成岩体的流固耦合传热机理。本项目的研究有助于完善深部工程的水热迁移规律，有助于推动解决高温对深部开采带来的瓶颈问题，有利于促进地热资源的开发利用。