田改垒 张志红

(北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室， 北京 100124)

随着城市化和工业化的发展，垃圾处理已成为发达国家和发展中国家最严重的环境问题之一，针对该类问题，卫生填埋已成为首选方法[1-2].垃圾堆体生化反应产生的热量导致垫层上部土体温度升高，一般性填埋场甚至可以达到60 ℃[3]，温度的改变使得土体内部孔隙水压力、土体变形及溶质运移进程发生变化，进而对黏土垫层设计及服役性能评估产生重要影响.

为探究温度对多物理场耦合进程的影响，国内外学者从不同角度对耦合机理及过程进行描述并建立了相应的耦合模型.Yan等[4]基于有限元离散方法推导出三维热液(TH)耦合模型，该模型可用于探究裂隙岩体中的流体流动及热量传输问题.Chen等[5]建立了可分析水-空气-蒸汽三相流动的热-水-力(THM)耦合模型，该模型考虑了热传输和孔隙率变化对耦合进程的影响.Song等[6]建立了考虑热渗透及机械-热效应的热-水-力耦合模型，研究发现温度梯度引起的热渗透效应会显著加快孔隙水的传输.郭志光等[7]以湿-热弹性理论为基础，建立了非饱和热-水-力耦合模型，并给出了与温度相关的状态方程.随着研究的不断深入，考虑温度影响的热-水-力-化(THMC)耦合模型也逐渐得到发展.张玉军[8-9]和Gens等[10]针对高放射核废料处置库周围缓冲层建立了热-水-力-化耦合模型，其中张玉军[9]采用自主研发的有限元程序模拟了热、水、应力和迁……