13.3.2 计算结果分析
1.春季（2011年3月）
根据春季温度场的基本变化规律，选择3月1日至3月4日期间的温度监测数据作为边界条件，进行模拟计算。
岩石一般是热的不良导体，其表层温度对环境变化的快速响应不能迅速传导到其内部，而力学响应是瞬间完成的，这就导致表层的热胀冷缩变形被内部岩层所限制，由此产生的温度应力变化对岩体表层的风化过程与稳定性有重要影响，数值模拟结果对此效应给出了定量化的分析与解释。
温度场的演化发展将导致相应的应力场的产生与发展，下面对模拟结果进行详细分析。
由图13.16可知，岩体表面温度的波动幅度最大，由外往里（0cm、2cm、5cm、15cm、30cm、50cm、80cm）逐渐变小，至80cm处已基本无日变化。这也符合监测数据反映的岩体温度场的基本变化规律。据此设置的远端固定温度边界条件是很合理的。
图13.16 岩体不同深度处的温度时程（0cm、2cm、5cm、15cm、30cm、50cm、80cm）
从图13.17可以看出，岩体表面应力的发展趋势与表面温度的变化趋势有很好的对应关系。温度变化是应力发展的“因”，而应力的发展不影响温度，这符合热水力多场耦合作用的内在机理。由于岩石的抗拉强度普遍很低，降温阶段所产生的表面拉应力对岩体表层有较大的损伤作用。在漫长的历史时期中，随着温度应力拉压循环次数的无限增多，损伤的累积就产生明显的“风化”作用，这也是所谓的“热应力疲劳”效应。
图13.17 温度监测值和岩体表面应力时程
图13.18为岩体不同深度处的温度应力时程曲线。图中拉应力为正，压应力为负。表面的温度应力最大，由外往里（0cm、2cm、5cm、15cm、30cm、50cm、80cm），温度应力逐渐减小，直至消失。
图13.18 岩体不同深度（0cm、2cm、5cm、15cm、30cm、50cm、80cm）处的温度应力时程
下面分析孔隙水在压力驱动下的强迫对流换热对温度场发展的影响。
附图106为模型内的孔隙水头分布。由图可知，崖壁面的水头为零，朝山体内逐渐增高。由此产生从内至外的热流交换。
图13.19表示在压力驱动强迫对流情况下孔隙水的流动方向为从山体内部朝向崖壁。
图13.19 压力驱动强迫对流情况下孔隙水的流动矢量图
附图107为模型计算时间终点的温度场云图。该时刻在崖壁表面0.1m至0.3m处存在一个高温层。
附图108为主拉应力场时程极值分布云图。主拉应力的最大值位于崖壁表面，朝山体内拉应力增量迅速减小。表层温度梯度产生了约2.5MPa左右的拉应力增量，这相对于砂岩的抗拉强度来说已经相当可观。日温差变化约为22.1℃，导致的应力波动幅值为4.2MPa左右。
2.夏季（2011年8月）
根据夏季温度场的基本变化规律，选择8月8日至8月10日期间的温度监测数据作为边值条件（图13.9），进行三场耦合模拟计算。
下面首先分析岩体温度场响应的基本规律。
由图13.20可知，岩体表面温度的波动幅度最大，由外往里（0cm、2cm、5cm、15cm、30cm、50cm、80cm）逐渐变小，至80cm处已基本无日变化。
温度场的演化发展将导致相应的应力场的产生与发展，下面对模拟结果进行分析。
图13.21为温度监测值和岩体表面温度的应力时程曲线。可以看出，岩体表面应力的发展趋势与表面温度的变化趋势有很好的对应关系。
图13.20 岩体不同深度处的温度时程（深度0cm、2cm、5cm、15cm、30cm、50cm、80cm）
图13.21 温度监测值和岩体表面应力时程
图13.22为岩体不同深度处的温度应力时程曲线。表面的温度应力最大，由外往里温度应力逐渐减小，直至消失。
下面分析孔隙水在压力驱动下的强迫对流换热对温度场发展的影响。
附图109为模型内的孔隙水头分布。由图可知，崖壁面的水头为零，朝山体内逐渐增高。由此产生从内至外的热流交换。在压力驱动强迫对流情况下孔隙水的流动方向为从内向外。
附图110为模型计算时间终点的温度场云图。该时刻崖壁表面存在一个高温层。
附图111为主拉应力场时程极值分布云图。主拉应力的最大值位于崖壁表面，朝山体内拉应力增量迅速减小。表层温度梯度产生了1.3MPa左右的拉应力增量，这相对于砂岩的抗拉强度来说已经相当可观。日温差变化约为22.1℃，导致的应力波动幅值为3.2MPa左右。
图13.22 岩体不同深度（0cm、2cm、5cm、15cm、30cm、50cm、80cm）处的温度应力时程（拉正，压负）
3.冬季（2012年1月）
根据冬季温度场的基本变化规律，选择1月2日至1月4日期间的温度监测数据作为边值条件（图13.23），进行多场耦合模拟计算。
图13.23 岩体表面温度的监测时程
由图13.24可知，岩体表面温度的波动幅度最大，由外往里（0cm、2cm、5cm、15cm、30cm、50cm、80cm）逐渐变小，至80cm处已基本无日变化。
图13.24 岩体不同深度处的温度时程（深度0cm、2cm、5cm、15cm、30cm、50cm、80cm）
温度场的演化发展将导致相应的应力场的产生与发展，下面对模拟结果进行详细分析。图13.25为温度监测值和岩体表面温度的时程曲线。可以看出，岩体表面应力的发展趋势与表面温度的变化趋势有很好的对应关系。
图13.25 温度监测值时程vs应力时程
图13.26为岩体不同深度处的温度应力时程曲线。表面的温度应力最大，由外往里温度应力逐渐减小，直至消失。
图13.26 岩体不同深度（0、2、5、15、30、50、80cm）处的温度应力时程
下面分析孔隙水在压力驱动下的强迫对流换热对温度场发展的影响。
附图112为模型内的孔隙水头分布。由图可知，崖壁面的水头为零，朝山体内逐渐增高。由此产生从内至外的热流交换。在压力驱动强迫对流情况下孔隙水的流动方向为从内向外。
附图113为模型计算时间终点的温度场云图。该时刻崖壁表面处于低温区，高温层位于山体内部。
附图116为主拉应力场时程极值分布云图。主拉应力的最大值位于崖壁表面，朝山体内拉应力增量迅速减小。表层温度梯度产生了3.1MPa左右的拉应力增量，这相对于砂岩的抗拉强度来说已经相当可观。日温差变化约为28.5℃，导致的应力波动幅值为6.1MPa左右。
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