1.3 多孔介质多场耦合作用模式研究进展

严格地说，多孔介质的多场耦合的作用是由于其中任意两场之间的耦合作用都是双向的，场与场之间都是互相影响、互相作用的，因此属于完全耦合作用模式。但是，在解决实际多场耦合问题的时候，各研究者都会提出不同的多场耦合模式，或做一定的简化以满足相应的研究需要。

国外方面，Hicks等 （1996）在研究地热能源的储存问题时，描述了关于干热裂隙岩体的多场耦合作用模式。该模式在实现过程中，主要考虑了流固耦合（即HM耦合）和热固耦合（即TM耦合），考虑了水的流动对温度场分布的影响，但是没有考虑温度场对渗流场的影响，如图1.2所示（实线表示考虑了场间的耦合效应，虚线表示未考虑场间的耦合作用，下同）。

Chapuliot等 （2004）对混凝土在渗流存在的条件下热应力导致的开裂机理展开了研究，他们也提出了一种多场耦合模式，但是该模式也进行了简化，只考虑温度场和渗流场、温度场和应力场之间的相互作用，没有考虑渗流场和应力场之间也存在的相互作用和影响，具体描述如图1.3所示。

图1.2 干热裂隙岩体的多场耦合作用模式（据Hicks等，1996）

图1.3 裂隙岩体的多场耦合模式（据Chapuliot等，2004）

以上是国外研究者针对不同问题所提出的多场简化模式，Millard等（1995）在研究裂隙岩体多场耦合时提出了比较全面的多场耦合作用模式，其模式如图1.4所示。

图1.4 裂隙岩体的多场全耦合模式（据Millard等，1995）

国内方面，杨立中等（2000）在深层地下水资源量的量测评价中以渗流场为研究主体，提出了一种三场耦合作用模式，该模式中只考虑了应力场和温度场对渗流场的影响，也属于一种典型的弱耦合作用模式，如图1.5所示。

大连理工大学的武文华等（2004）对非饱和土提出了一种多场结构模型，该模型中结合非饱和土的CAP模型综合考虑了三场之间的相互影响，特别是考虑了温度对非饱和土的水力、力学行为的影响，诸如温度变化引起的热软化问题以及温度对水力性质的影响，用结构图1.6表示。

图1.5 裂隙岩体的多场耦合作用模式（据杨立中等，2000）

图1.6 非饱和土体的多场耦合模式（据武文华等，2004）