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饱和正冻土多孔多相介质的理论构架 被引量:45
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作者 陈飞熊 李宁 程国栋 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期213-217,共5页
通过对冻土多孔多相微元体的平衡方程、各相成分之间的变形协调方程 ,推导出冻土体 (考虑土骨架与冰颗粒之间相互作用力———冻胀力 )的有效应力原理、正冻土单元的连续性方程及各相成分的能量转换与传递方程 ;在此基础上提出了正冻土... 通过对冻土多孔多相微元体的平衡方程、各相成分之间的变形协调方程 ,推导出冻土体 (考虑土骨架与冰颗粒之间相互作用力———冻胀力 )的有效应力原理、正冻土单元的连续性方程及各相成分的能量转换与传递方程 ;在此基础上提出了正冻土的控制微分方程的理论框架 ,从而建立了在多孔固液介质的质量守恒方程与多孔多相介质的热、能守恒方程的基础上的全面考虑冻土中骨架、冰、水三相介质水、热、力与变形真正的耦合作用的数理方程 ,比当前国际流行的正冻土流体动力学模型、刚冰模型和热力学模型更全面地描述了正冻土的水、热。 展开更多
关键词 多孔多相介质 水热力耦合模型 饱和正冻土
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多孔介质中含均相/非均相反应传质过程数值模拟 被引量:1
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作者 武文华 李锡夔 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期1152-1158,共7页
结合化学反应方程式,并应用多孔多相介质溶混污染物输运过程的数值模型,对多孔多相介质中含均相/非均相化学反应传质过程进行了数值模拟。化学反应主要包含均相快速/慢速和非均相快速/慢速等5种化学反应过程,溶质输运行为的控制机制主... 结合化学反应方程式,并应用多孔多相介质溶混污染物输运过程的数值模型,对多孔多相介质中含均相/非均相化学反应传质过程进行了数值模拟。化学反应主要包含均相快速/慢速和非均相快速/慢速等5种化学反应过程,溶质输运行为的控制机制主要考虑对流、扩散及降解、吸附等。基于原有的隐式特征线Galerkin离散化的有限元方法,求解模型控制方程的边值初值问题,求解过程中把均相化学反应物质中按照反应物和生成物分开,非均相反应物质按照固相和液相分开,对均相反应物及非均相液相物质浓度耦合求解,而均相生成物和非均相固相物质独立求解。使方程组按照其不同类型进行分类,同时可减少未知数的个数。对于含有非线性内状态变量的右端项进行迭代求解。数值例题结果验证了所提出的数值方法的有效性、计算精度和稳定性。 展开更多
关键词 传质过程 均相/非均相化学反应 隐式特征线有限元法 多孔多相介质
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Biot-Cosserat连续体-离散颗粒集合体模型的非饱和土连接尺度方法 被引量:3
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作者 万柯 李锡夔 《应用力学学报》 CSCD 北大核心 2013年第3期297-303,共7页
耦合了非饱和多孔多相介质有限元模型和颗粒介质离散元(DEM)模型,提出了以宏、细观尺度分别耦合Biot-Cosserat连续体模型和离散颗粒集合体模型的连接尺度方法来分析非饱和含液颗粒材料的力学渗流耦合问题。根据被动空气压力假定和对空... 耦合了非饱和多孔多相介质有限元模型和颗粒介质离散元(DEM)模型,提出了以宏、细观尺度分别耦合Biot-Cosserat连续体模型和离散颗粒集合体模型的连接尺度方法来分析非饱和含液颗粒材料的力学渗流耦合问题。根据被动空气压力假定和对空间离散孔隙水质量守恒方程的约化,从非饱和土有限元控制方程的基本未知量中消去了孔隙水压力,而将其取作有限元积分点上定义取值的内状态变量,进而建立了节点未知量仅包含固相线位移和转角的非饱和Cosserat多孔连续体约化有限元数值模型。基于连接尺度方法(BSM)宏、细观尺度数值过程的解耦计算的特点,对宏、细观两尺度数值模型的时域积分分别采用隐式Newmark方法和显式中心差分法,且取不同时间步长以提高计算效率。与全域采用DEM的精细分析方法相比,本文BSM在保证计算精度的前提下可大幅节省计算时间。在不考虑湿化效应的边坡稳定算例中,在得到类似计算精度条件下它比全域采用DEM节省计算时间高达86.65%。二维边坡稳定算例结果验证了本文连接尺度方法的有效性,以及在揭示含液颗粒结构细观破坏机理上的优点。数值算例结果显示,边坡承载能力因降雨大幅下降约50%,这表明本文发展的计及伴随湿化过程的颗粒材料结构中饱和度及吸力分布演变及其对结构破坏失效影响的非饱和颗粒材料多尺度计算模型是很有必要的。 展开更多
关键词 非饱和土 多孔多相介质 多尺度 Cosserat连续体 离散单元法
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Interaction due to various sources in saturated porous media with incompressible fluid
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作者 Rajneesh Kumar Ibrahim A.Abbas 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第5期1232-1242,共11页
The disturbance due to mechanical and thermal sources in saturated porous media with incompressible fluid for two-dimensional axi-symmetric problem is investigated.The Laplace and Hankel transforms techniques are used... The disturbance due to mechanical and thermal sources in saturated porous media with incompressible fluid for two-dimensional axi-symmetric problem is investigated.The Laplace and Hankel transforms techniques are used to investigate the problem.The concentrated source and source over circular region have been taken to show the utility of the approach.The transformed components of displacement,stress and pore pressure are obtained.Numerical inversion techniques are used to obtain the resulting quantities in the physical domain and the effect of porosity is shown on the resulting quantities.All the field quantities are found to be sensitive towards the porosity parameters.It is observed that porosity parameters have both increasing and decreasing effect on the numerical values of the physical quantities.Also the values of the physical quantities are affected by the different boundaries.A special case of interest is also deduced. 展开更多
关键词 axi-symmetry incompressible porous medium pore pressure Laplace transform Hankel transform concentrated source and source over circular region
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