这篇文档属于类型b（综述类论文），以下是学术报告内容：

作者及机构
本文由Iman Vaezi（西班牙地中海高级研究所全球变化研究组、瑞典乌普萨拉大学地球科学系）领衔，联合Keita Yoshioka（奥地利莱奥本矿业大学）、Silvia De Simone（西班牙高等科学研究理事会环境评估与水研究所）等来自12个国家21个机构的学者共同完成，发表于《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》，最新修订于2025年4月。

主题与背景
论文题为《A Review of Thermo-Hydro-Mechanical Modeling of Coupled Processes in Fractured Rock: From Continuum to Discontinuum Perspective》，系统综述了裂隙岩体热-水-力（Thermo-Hydro-Mechanical, THM）耦合过程的建模方法。研究背景源于地热开发、碳封存、核废料处置等工程对裂隙岩体多物理场耦合行为预测的迫切需求。传统模型因忽略裂隙非均质性、多尺度效应及非线性耦合而存在局限性，本文旨在整合连续介质与离散介质视角的建模方法，为模型选择提供指导。

主要观点与论据

1. THM耦合机制的理论框架
论文首先建立THM耦合的理论基础，强调三种核心相互作用：
- 水力-力学（HM）耦合：通过有效应力原理（effective stress principle）实现，裂隙开度变化显著影响渗透率（立方定律，cubic law）。例如，剪切滑移导致的 dilatancy（剪胀效应）可使裂隙渗透率提升数个数量级（Barton et al., 1985）。
- 热-水力（TH）耦合：流体黏度与密度随温度变化（Huber et al., 2009），影响压力场与热对流。低温注水可能诱发热收缩应力，激活远场断层（Jeanne et al., 2014）。
- 热-力学（TM）耦合：岩石热膨胀系数（thermal expansion coefficient）控制裂隙开闭，冷却作用可降低断层稳定性（Parisio et al., 2019）。

支持理论包括Biot孔隙弹性理论、Terzaghi固结理论及非平衡热力学方程，并通过图1（原文示意图）直观展示耦合路径。

2. 数值耦合策略的比较
作者对比了四种主流耦合方案：
- 全耦合（Fully-coupled）：如ROCMAS、COMSOL Multiphysics，同时求解THM方程，精度高但计算成本大。
- 迭代耦合（Iteratively-coupled）：如TOUGH2-FLAC3D，通过固定应力/应变分裂（fixed-stress splitting）实现稳定性（Kim et al., 2011b）。
- 显式耦合（Explicitly-coupled）：单向传递数据，适用于弱耦合场景，但可能低估反馈效应。
- 松散耦合（Loosely coupled）：如Visage-FrontSim，间隔时间步更新耦合，效率优先但精度受限。

表1（原文）总结了各方案的适用场景与优劣，强调全耦合在强非线性问题（如地热储层模拟）中的不可替代性。

3. 裂隙表征方法的分类
论文提出三大建模范式：
- 连续介质方法：
- 等效多孔介质（EPM）：忽略裂隙细节，适用于稀疏裂隙网络（Snow, 1969），但无法捕捉局部变形。
- 等效裂隙层（EFL）：将微观裂隙升尺度为厘米级连续层（Zareidarmiyan et al., 2020），在Bedretto实验室注水试验中成功预测剪切诱发渗透率突变（Vaezi et al., 2024a）。
- 离散介质方法：
- 离散裂隙网络（DFN）：显式描述裂隙几何（图8），但计算量随裂隙数量指数增长（De Dreuzy et al., 2012）。
- 管道网络模型（C/PN）：简化裂隙为1D通道，通过粒子追踪模拟溶质运移（Neretnieks, 2006）。
- 混合方法：如MINC（Multiple Interacting Continua）将基质分块离散化（Pruess, 1983），兼顾瞬态传质与计算效率。

4. 本构模型的前沿进展
- 裂隙静态本构：Barton-Bandis模型（Barton et al., 1985）通过JRC（Joint Roughness Coefficient，裂隙粗糙度系数）描述剪切膨胀，但需修正以符合热力学第二定律（Grasselli & Egger, 2003）。
- 动态摩擦模型：
- 滑移弱化（Slip-weakening）：临界滑移距离（critical slip distance, dc）控制强度衰减（Andrews, 1985）。
- 速率-状态摩擦（Rate-and-state friction）：引入状态变量模拟地震/无震滑移（Dieterich, 1978），被用于EGS（增强型地热系统）诱发地震预测（Cueto-Felgueroso et al., 2018）。

意义与价值
1. 学术价值：首次系统梳理了从连续介质到离散介质的THM耦合建模谱系，提出EFL等创新方法平衡精度与效率。
2. 应用价值：为深部资源开发中的裂隙稳定性评估、诱发地震风险管控提供方法论支持，如Basel EGS案例中通过静态应力转移解释注水后地震（Boyet et al., 2023a）。
3. 未来方向：指出多尺度耦合、机器学习辅助参数反演、THMC（化学耦合）扩展等亟待突破的领域。

亮点
- 跨学科整合：融合岩石力学、渗流力学与热力学理论。
- 方法论创新：EFL方法实现微米级裂隙的厘米级等效建模。
- 工程指导性：明确不同耦合策略在碳封存、地热等场景的适用边界。

全文通过200余篇文献支撑论点，为裂隙岩体多物理场建模提供了里程碑式参考。