改进的蒸汽吞吐渗流-地质力学耦合模型 被引量：1

1

作者 JAMALOEI Benyamin Yadali 《石油勘探与开发》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1049-1055,共7页

综合考虑蒸汽吞吐过程中地层膨胀和再压实诱发的孔隙变形和渗透率变化,改进了现有地质力学模型并与渗流方程进行热力学耦合,形成渗流-地质力学耦合模型,将耦合模型与响应面法和拉丁超立方体设计相结合,进行敏感性分析和不确定性评价,量... 综合考虑蒸汽吞吐过程中地层膨胀和再压实诱发的孔隙变形和渗透率变化,改进了现有地质力学模型并与渗流方程进行热力学耦合,形成渗流-地质力学耦合模型,将耦合模型与响应面法和拉丁超立方体设计相结合,进行敏感性分析和不确定性评价,量化地层膨胀-再压实参数对蒸汽吞吐效果的影响。研究表明,改进的渗流-地质力学耦合模型可以更准确地实现注汽压力、注汽量及油水产量的历史拟合;线性模型和二次模型中,再压实压力的升高对注汽量和产水量的增加影响最明显,压缩系数、再压实压力与注汽量和油水产量正相关,膨胀压力与注汽量和油水产量负相关;线性模型中,膨胀压力对累计产油量的影响最明显且负相关,压缩系数、再压实压力与产油量正相关;二次模型中,再压实压力对累计油水产量和注汽量影响最明显且正相关;膨胀压力、再压实压力与海绵状岩石压缩系数之间的交互作用对累计油水产量和累计注汽量均具有负面影响。 展开更多

关键词 稠油开发 蒸汽吞吐 渗流-地质力学模型 海绵状岩石法 膨胀-再压实 历史拟合

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黏土岩温度-渗流-应力耦合特性试验与本构模型研究进展 被引量：23

2

作者 陈卫忠 龚哲 +2 位作者 于洪丹 马永尚 田洪铭 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1217-1238,共22页

高放废物处置库、垃圾填埋场等工程中常常涉及到温度场(T)、渗流场(H)和应力场(M)的耦合作用的问题。从试验和理论模型两个角度综述国内外黏土岩温度-渗流-应力耦合特性的研究进展,主要包括其传热特性、温度影响下的渗流特性、变形、强... 高放废物处置库、垃圾填埋场等工程中常常涉及到温度场(T)、渗流场(H)和应力场(M)的耦合作用的问题。从试验和理论模型两个角度综述国内外黏土岩温度-渗流-应力耦合特性的研究进展,主要包括其传热特性、温度影响下的渗流特性、变形、强度、蠕变特性。在此基础上,重点分析了黏土岩水-热迁移模型以及热-力耦合本构模型的适应性。基于上述认识,通过试验研究了比利时Boom clay在温度作用下的强度、渗透性、蠕变性等特征。结果表明:随着温度升高,Boom clay的强度有所降低,渗透性显著增强,蠕变速率明显加快。提出了适用于Boom clay的THM耦合弹塑性损伤模型,计算结果验证了模型能合理反映温度的影响。最后,探讨了黏土岩THM耦合机理研究的不足和今后的研究方向。 展开更多

关键词 黏土岩 温度-渗流-应力耦合 水热迁移 力学性质 本构模型

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岩石弹塑性应力-渗流-损伤耦合模型研究(Ⅰ):模型建立及其数值求解程序 被引量：27

3

作者 王军祥 姜谙男 宋战平 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S2期626-637,644,共13页

在地下水渗流场、应力场、损伤场的耦合作用下更易造成隧道围岩坍塌或涌水等灾害。首先,将围岩材料视作各向同性连续介质,基于Drucker-Prager准则建立岩石弹塑性损伤本构模型,采用完全隐式返回映射算法实现弹塑性损伤本构方程的数值求... 在地下水渗流场、应力场、损伤场的耦合作用下更易造成隧道围岩坍塌或涌水等灾害。首先,将围岩材料视作各向同性连续介质,基于Drucker-Prager准则建立岩石弹塑性损伤本构模型,采用完全隐式返回映射算法实现弹塑性损伤本构方程的数值求解。其次,以上述研究为基础根据岩石处于弹塑性状态时渗透系数动态演化公式,建立岩石弹塑性应力-渗流-损伤耦合模型,并给出三场耦合情况下的数值求解迭代方法。针对耦合模型中涉及参数较多且不易测定的问题,基于差异进化算法原理建立智能反分析方法,对耦合模型中的损伤参数进行反演。最后,利用C++语言编制相应的岩石弹塑性应力-渗流-损伤耦合程序和参数反演程序,利用所编程序进行以下计算:(1)对智能反分析程序的性能、正确性进行分析,对比不同差异策略、交叉因子、变异因子的反演精度和收敛速度。(2)分别采用弹性模型和弹塑性损伤模型进行隧道围岩位移场、应力场的计算。(3)不考虑力学作用的情况下进行孔隙水压力、渗流量的计算。(4)采用所建耦合模型计算得到隧道围岩应力场、渗流场以及损伤场的相互影响规律。研究结果表明,基于差异进化算法的智能反分析程序能够较好地解决耦合模型中损伤参数不易确定的难题,为实际工程中获得不易测定的计算参数提供了有效的方法,同时所建立的耦合模型通过应力、渗流和损伤的相互作用更能够真实地反映出岩石材料的宏观破坏现象,所编计算程序能够模拟地下水渗流场、应力场、损伤场之间的耦合特性,为受地下水影响严重的工程建设提供了方法,研究结论为后期对实际隧道工程进行耦合计算奠定基础。 展开更多

关键词 弹塑性损伤本构模型 渗透系数 弹塑性应力-渗流-损伤耦合模型 损伤参数反演

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非均匀煤岩渗流-应力弹塑性耦合数学模型及数值模拟 被引量：25

4

作者 张春会 于永江 赵全胜 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期2837-2842,共6页

利用Weibull分布模拟煤岩弹性模量和强度的非均匀性,结合煤岩弹塑性变形理论和瓦斯渗流理论,建立了非均匀煤岩渗流-应力弹塑性耦合数学模型,给出了该数学模型的有限元离散方程,开发了相应的数值计算程序Coupling Analysis。利用建立的... 利用Weibull分布模拟煤岩弹性模量和强度的非均匀性,结合煤岩弹塑性变形理论和瓦斯渗流理论,建立了非均匀煤岩渗流-应力弹塑性耦合数学模型,给出了该数学模型的有限元离散方程,开发了相应的数值计算程序Coupling Analysis。利用建立的模型模拟了辽宁某瓦斯抽放试井瓦斯抽放过程,结果表明,在瓦斯抽放过程中,有效应力变化诱发煤岩局部进入塑性状态,塑性区透气系数增加了约4.9倍,而弹性受压区的透气系数最大减小至22%,计算实例的瓦斯压、煤岩有效应力和煤岩变形都呈现非对称性,但服从理论规律,表明采用Weibull分布能很好地模拟煤岩力学参数的非均匀性。 展开更多

关键词 WEIBULL分布 非均质煤岩 渗流-应力弹塑性耦合数学模型 有限元方法

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泥岩渗流-应力耦合蠕变损伤模型研究(Ⅱ)：数值仿真和参数反演 被引量：8

5

作者 贾善坡 陈卫忠 +1 位作者 于洪丹 李香玲 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期3163-3170,共8页

进一步分析了第Ⅰ部分[1]提出的泥岩渗流-应力耦合蠕变损伤模型。在连续损伤力学理论和比奥(Biot)理论的基础上,导出了考虑渗流-应力-损伤耦合的蠕变损伤有限元格式,建立了弹性预测、塑性修正、损伤修正-渗透系数修正的数值分析框架,编... 进一步分析了第Ⅰ部分[1]提出的泥岩渗流-应力耦合蠕变损伤模型。在连续损伤力学理论和比奥(Biot)理论的基础上,导出了考虑渗流-应力-损伤耦合的蠕变损伤有限元格式,建立了弹性预测、塑性修正、损伤修正-渗透系数修正的数值分析框架,编制了非线性有限元分析程序。根据监测的衬砌长期变形数据,采用优化反分析法获得了蠕变损伤模型中的待定参数,并应用于比利时核废料库施工过程中泥岩巷道围岩渗流-应力耦合过程、损伤演化以及长期稳定性分析,研究结果表明,泥岩开挖后渗透性明显增大,约为原岩的120倍,蠕变效应导致泥岩裂隙和渗透性自愈合,约3.5年后渗透性基本恢复到原岩的数量级,围岩中部的蠕变明显大于顶部和底部。研究成果对软岩隧洞长期稳定性的预测与预报具有一定的参考意义。 展开更多

关键词 泥岩 本构模型 损伤力学 渗流-应力耦合 有限元 反演

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含坚固性系数的应力-温度场中瓦斯渗流耦合模型初探 被引量：6

6

作者 袁梅 何明华 +2 位作者 王珍 许石青 陈博 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2012年第7期214-216,共3页

文章以贵州五轮山、玉舍及响水煤矿三层坚固性系数各异的型煤为对象,利用自主研发的三轴渗透仪,进行了不同坚固性系数条件下的恒温-变平均有效应力的三轴渗流实验,实验结果表明相同实验条件坚固性系数与渗透率呈正相关关系,并服从乘幂... 文章以贵州五轮山、玉舍及响水煤矿三层坚固性系数各异的型煤为对象,利用自主研发的三轴渗透仪,进行了不同坚固性系数条件下的恒温-变平均有效应力的三轴渗流实验,实验结果表明相同实验条件坚固性系数与渗透率呈正相关关系,并服从乘幂函数分布,利用实验结论确定了有坚固性系数条件下应力-温度场中的瓦斯运动方程,并以此为基础,建立了含坚固性系数条件下应力-温度场中的瓦斯渗流模型,研究结果对探讨坚固性系数对瓦斯灾害的影响具有较大的理论价值。 展开更多

关键词 坚固性系数 应力-温度场 渗流方程 耦合模型

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流-固全耦合新模型研究 被引量：5

7

作者 刘晓旭 胡勇 +1 位作者 赵金洲 胡永全 《断块油气田》 CAS 2006年第3期45-46,60,共3页

在油藏开采过程中,储层岩石体变形与流体的流动是相互耦合作用的,并且流体渗流时的压力、饱和度也是不断变化的。假设岩石体变形为弹性小变形,建立其变形方程。由达西定律,考虑油、水两相流体耦合渗流时的饱和度变化,经过推导变换,得到... 在油藏开采过程中,储层岩石体变形与流体的流动是相互耦合作用的,并且流体渗流时的压力、饱和度也是不断变化的。假设岩石体变形为弹性小变形,建立其变形方程。由达西定律,考虑油、水两相流体耦合渗流时的饱和度变化,经过推导变换,得到了油、水两相流体的耦合渗流方程,从而得到了以岩石质点位移、流体压力和流体饱和度为未知量的流-固耦合数学模型,并给出了求解数学模型所需的定解条件。新模型拓宽了以前以岩石质点和流体压力为未知量的流-固耦合数学模型,实现了岩石变形和流体渗流的真正意义上的耦合,丰富了流-固耦合理论,为考虑流-固耦合影响下的油藏数值模拟奠定了理论基础。 展开更多

关键词 流-固耦合 变形场 渗流场 流体压力 饱和度 数学模型

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岩石弹塑性应力-渗流-损伤耦合模型研究(Ⅱ):参数反演及数值模拟 被引量：11

8

作者 王军祥 姜谙男 宋战平 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期3606-3614,共9页

海底隧道或近海富水区隧道围岩长期处于地下水环境中,围岩稳定性受渗流场的影响较为明显,由于渗流场作用使得应力场、损伤场发生变化,而围岩应力场、损伤场的变化又对渗流场产生反作用,三场耦合效应十分显著。针对耦合模型中参数多、确... 海底隧道或近海富水区隧道围岩长期处于地下水环境中,围岩稳定性受渗流场的影响较为明显,由于渗流场作用使得应力场、损伤场发生变化,而围岩应力场、损伤场的变化又对渗流场产生反作用,三场耦合效应十分显著。针对耦合模型中参数多、确定难度大的问题,进行耦合模型中损伤参数的反演。采用基于岩石弹塑性应力-渗流-损伤耦合模型所编制的计算程序和智能位移反分析程序,对大连地铁海事大学试验线路过河段隧道施工过程中的围岩稳定性进行数值计算。根据现场监测位移采用耦合模型进行损伤参数反演,其中耦合计算中采用应力场与渗流场分别迭代求解的间接耦合方法进行有限元计算,利用反演的参数对隧道围岩应力场、渗流场、损伤场分布规律及衬砌结构的受力特征进行了分析。研究结果表明:利用位移反分析法得到的围岩力学参数进行类似地质条件的隧道围岩数值分析是可行的,进而可以预测围岩的变形破坏模式,判断围岩的稳定性。与此同时,通过数值计算可知,地下水的渗流作用对近海隧道的围岩变形有一定的影响,增加了围岩的应力、位移,从围岩-支护结构共同作用原理考虑,进行隧道支护结构设计是应该考虑三场耦合效应的,计算结果可以指导隧道防排水施工质量的改进与提高,为近海富水区隧道开挖设计提供一定的理论参考。 展开更多

关键词 近海富水区隧道 围岩稳定性 弹塑性应力-渗流-损伤耦合模型 智能反分析 程序编制

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弹性油藏中多相渗流的流-固-热耦合数学模型 被引量：4

9

作者 王自明 杜志敏 《大庆石油地质与开发》 CAS CSCD 2003年第1期29-31,37,共4页

基于对油藏中三大物理场 (流体力场、固体力场及温度场 )的系统分析 ,综合运用渗流力学、岩石力学、热力学理论 ,建立了一个全新的油藏渗流的流 固 热耦合模型。该模型假设岩石骨架是可变形的 ,油藏内热量按热力学定律自由传递 ,孔隙... 基于对油藏中三大物理场 (流体力场、固体力场及温度场 )的系统分析 ,综合运用渗流力学、岩石力学、热力学理论 ,建立了一个全新的油藏渗流的流 固 热耦合模型。该模型假设岩石骨架是可变形的 ,油藏内热量按热力学定律自由传递 ,孔隙流体压力和热应力会导致岩石骨架的变形 ;反之 ,岩石骨架的变形又会导致储渗特性和孔隙流体压力的改变 ,还会导致温度场的改变。建立了安全耦合的流体渗流方程、岩石变形方程和温度场方程 ,三者之间互含耦合项 ,互不独立 ,只能联立求解。给出了模型的数值求解思路。该文所建立的模型实现了油藏中渗流、变形、变温三者间真正意义上的耦合 ,较之已有的油藏渗流模型更能反映油藏的实际 ,是对油藏传统渗流理论和流固耦合力学理论的发展 ,能广泛运用于石油工程许多领域 ,该模型同时也为编制流 固 展开更多

关键词 油藏 弹性介质 温度场 渗流 流-固-热耦合 数学模型

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基于损伤的渗流-应力耦合模型在工程地下水迁移研究中的应用 被引量：1

10

作者 张莱 陆桂华 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2010年第6期58-62,共5页

研究岩石破坏过程中的损伤演化规律以及与之相伴而生的渗透性变化规律,采用应变主轴、损伤主轴和附加渗透主轴一致的原则,建立了基于应变-损伤-附加渗透性、反映岩石强度变化非线性特征的损伤演化模型。该模型使得耦合计算过程物理意义... 研究岩石破坏过程中的损伤演化规律以及与之相伴而生的渗透性变化规律,采用应变主轴、损伤主轴和附加渗透主轴一致的原则,建立了基于应变-损伤-附加渗透性、反映岩石强度变化非线性特征的损伤演化模型。该模型使得耦合计算过程物理意义清晰明了,并准确表达了耦合过程的非线性关系。 展开更多

关键词 岩石损伤 渗透性 渗流-应力耦合模型 地下水迁移

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基于渗流-管流耦合模型的辐射井取水效果影响因素分析

11

作者 高文冰 夏岩 +2 位作者 喻晓琳 郭路 胡海洋 《水资源与水工程学报》 CSCD 2020年第6期54-59,66,共7页

辐射井广泛应用于中国西北干旱地区,能够有效解决傍河地区的取水问题。通过大型砂槽物理实验,对现有辐射井取水的数值计算模型进行拟合。在模型合理可靠的基础上,以洛河金鼎水源地为研究区,设计了不同的方案,对辐射管的仰角、长度、竖... 辐射井广泛应用于中国西北干旱地区,能够有效解决傍河地区的取水问题。通过大型砂槽物理实验,对现有辐射井取水的数值计算模型进行拟合。在模型合理可靠的基础上,以洛河金鼎水源地为研究区,设计了不同的方案,对辐射管的仰角、长度、竖井位置、河流深度、辐射管埋深等影响因素进行模拟,讨论了不同影响因素下辐射井取水量的变化,并给出了辐射井结构的优化建议,这对辐射井的实际施工具有重要的意义。 展开更多

关键词 辐射井 砂槽实验 渗流-管流耦合模型 取水机理 结构优化

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流-固耦合模型试验用的新型相似材料研制及应用 被引量：28

12

作者 王凯 李术才 +4 位作者 张庆松 张霄 李利平 张乾青 刘聪 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2521-2533,共13页

为研究隧道突水、突泥过程中断层及围岩各物理场变化规律,根据地质力学模型试验相似原理,通过大量多组别配比试验,研制出适用于流-固耦合模型试验的新型断层及围岩相似材料。其中,断层相似材料以砂为粗骨料,滑石粉为细骨料,石膏、膨润... 为研究隧道突水、突泥过程中断层及围岩各物理场变化规律,根据地质力学模型试验相似原理,通过大量多组别配比试验,研制出适用于流-固耦合模型试验的新型断层及围岩相似材料。其中,断层相似材料以砂为粗骨料,滑石粉为细骨料,石膏、膨润土作为胶结剂,液态石蜡作为调节剂;围岩相似材料以砂为粗骨料,重晶石粉、滑石粉为细骨料,白水泥及乳胶作为胶结剂。通过大量室内试验,对比分析原岩及相似材料变形特征及强度破坏特性,重点对单轴抗压强度、渗透系数、重度、泊松比、弹性模量等重要变形及水理特性参量进行调控,系统研究不同配比对材料参数的影响规律。试验结果表明:该材料力学参数变化范围广、性能稳定、操作工艺简单,可用来模拟不同渗透系数的低、中等强度岩体材料。将该相似材料应用于吉莲高速公路永莲隧道断层突水、突泥三维地质力学模型试验中,力学性能及水理特性均达到试验要求,能够有效地模拟突水、突泥的发展演变过程,真实反映断层灾变过程中各物理场响应规律。 展开更多

关键词 地质力学模型试验 流-固耦合 相似材料 胶结剂 岩石力学

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基于渗流-应力耦合分析的野鸡尾尾矿坝稳定性研究 被引量：15

13

作者 周舒威 李庶林 +1 位作者 李青石 陈际经 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2012年第4期494-501,共8页

基于渗流场与应力场耦合机理,对柿竹园野鸡尾尾矿坝进行稳定性研究。研究渗流-应力的耦合效应,提出了渗流-应力耦合以及渗流体积力计算的实施方案;建立二维的有限元渗流-应力耦合计算模型,分析了考虑耦合效应时的尾矿坝渗流场、位移场... 基于渗流场与应力场耦合机理,对柿竹园野鸡尾尾矿坝进行稳定性研究。研究渗流-应力的耦合效应,提出了渗流-应力耦合以及渗流体积力计算的实施方案;建立二维的有限元渗流-应力耦合计算模型,分析了考虑耦合效应时的尾矿坝渗流场、位移场、应力场;最终分析了不同耦合关系对于渗流量、位移场、等效渗透集中力以及应力场的影响。研究结果表明:当前水力条件下,尾矿坝稳定性良好;尾矿坝主要受水平渗透力作用,初期坝坝顶、坝脚以及坝底等处应力集中;尾矿坝的渗流-应力作用不容忽视,不同的耦合关系对于x方向位移、渗透力的预测影响巨大;考虑渗流-应力耦合关系得到的主应力、剪应力以及竖向位移,比不考虑耦合效应时大。 展开更多

关键词 尾矿坝 渗流-应力耦合分析 有限元计算模型

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基于两能态吸附热理论的煤层瓦斯流动热-流-固多场耦合模型 被引量：7

14

作者 舒才 王宏图 +1 位作者 施峰 胡国忠 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期3197-3204,共8页

为了研究煤层瓦斯流动过程中温度与渗流场和应力场的耦合作用变化规律,引入煤层瓦斯两能态吸附热理论,重新构建煤层温度场控制方程,推导了温度场控制方程中解吸微分热能项的理论求解方法,改进了煤层瓦斯流动的热-流-固多场耦合数学模型... 为了研究煤层瓦斯流动过程中温度与渗流场和应力场的耦合作用变化规律,引入煤层瓦斯两能态吸附热理论,重新构建煤层温度场控制方程,推导了温度场控制方程中解吸微分热能项的理论求解方法,改进了煤层瓦斯流动的热-流-固多场耦合数学模型;从理论上阐述了煤层瓦斯流动过程中吸附解吸、应力场、温度场、渗流场相互影响的作用机制;利用该模型研究了煤层瓦斯抽采过程中煤层瓦斯流动时的煤层温度、瓦斯压力、煤层渗透率的变化规律;结合已有试验研究结果,对比验证了模型的精确性和合理性;研究结果表明,在煤层瓦斯抽采过程中,煤层温度下降的快、慢受煤层原始瓦斯含量和压力及煤层渗透率的共同影响,煤层渗透率越大,温度下降越快,煤层瓦斯压力和含量越大,温度下降越快;同时,煤层渗透率随抽采时间的增长而增加,越靠近钻孔壁面煤层渗透率增加幅度越大。 展开更多

关键词 温度场 煤层瓦斯 瓦斯渗流 热-流-固耦合模型

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弹性气藏中气体渗流的气—固—热耦合数学模型 被引量：5

15

作者 王自明 江同文 +1 位作者 宋文杰 杜志敏 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期85-87,共3页

综合应用渗流力学、岩石力学、热力学理论 ,建立起以气体压力、岩石固相质点位移、绝对温度为基本变量的全新的气—固—热耦合数学模型。该模型假设气藏岩石骨架是可变形的 ,气藏内热量按热力学定律自由传递 ,模型包括完全耦合的气体渗... 综合应用渗流力学、岩石力学、热力学理论 ,建立起以气体压力、岩石固相质点位移、绝对温度为基本变量的全新的气—固—热耦合数学模型。该模型假设气藏岩石骨架是可变形的 ,气藏内热量按热力学定律自由传递 ,模型包括完全耦合的气体渗流方程、温度场方程和岩石变形方程。文章所建立的模型实现了气藏中渗流、变形、变温三者间真正意义上的耦合 ,较之已有的气藏渗流模型更能反映气藏实际 ,是对气藏传统渗流理论和流固耦合力学理论的发展 。 展开更多

关键词 弹性气藏 气体渗流 气-固-热耦合数学模型 弹性介质

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水-力耦合作用下砂岩松弛特性试验与本构模型 被引量：1

16

作者 李昂 俞缙 +2 位作者 刘士雨 涂兵雄 常方强 《华侨大学学报（自然科学版）》 CAS 2023年第4期469-476,共8页

采用电液伺服三轴试验系统,对不同围压和水压条件下的红砂岩进行分级加载应力松弛试验.分析砂岩水-力耦合作用下全应力-应变过程的应力松弛量、应力松弛速率的变化规律.将含水开关与西原模型串联,实现应力松弛和水压在本构关系上的耦合... 采用电液伺服三轴试验系统,对不同围压和水压条件下的红砂岩进行分级加载应力松弛试验.分析砂岩水-力耦合作用下全应力-应变过程的应力松弛量、应力松弛速率的变化规律.将含水开关与西原模型串联,实现应力松弛和水压在本构关系上的耦合,建立非线性砂岩松弛模型.结果表明:同一围压下,砂岩松弛量随着应变水平的提高而增加,砂岩松弛量在软化阶段达到最大;同一围压、同一应变水平下,砂岩松弛量随着水压的增加而降低,表现出水压对砂岩应力松弛具有抑制作用;改进的西原模型能较好描述砂岩应力松弛各阶段的力学行为,模型参数E_(1),E_(2),η_(1),η_(2),η_(3)在软化阶段之前随应变水平的提高呈现非线性增长;各阶段砂岩松弛速率呈“L”形,松弛速率快速下降为减速松弛阶段,松弛速率平稳下降为稳定松弛阶段. 展开更多

关键词 岩石力学 应力松弛 水-力耦合 西原模型 三轴压缩 全应力-应变过程

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不同溶蚀速率对灰岩单裂隙渗流-溶解模型的影响 被引量：3

17

作者 曹贯中 陈健健 霍吉祥 《人民长江》 北大核心 2019年第10期203-208,共6页

我国岩溶分布面积较广,为研究其裂隙发育变化常采用数值模拟手段,而不同溶蚀速率表达对模型计算结果影响较大。为比较不同机理下溶蚀速率方程的影响,考虑表面反应或扩散迁移的单一因素控制以及两者联合控制,并以灰岩平行板单裂隙为例,... 我国岩溶分布面积较广,为研究其裂隙发育变化常采用数值模拟手段,而不同溶蚀速率表达对模型计算结果影响较大。为比较不同机理下溶蚀速率方程的影响,考虑表面反应或扩散迁移的单一因素控制以及两者联合控制,并以灰岩平行板单裂隙为例,建立基于不同溶蚀速率的渗流-溶解耦合模型并进行求解。比较各模型结果可以看出:当反应速率仅考虑单一因素时,溶蚀深度相对较浅、溶蚀量较少,且通过裂隙的流量也较小,尤其是流量陡增的“临界点”更是远滞后于两因素联合控制的临界点。因此,长期溶蚀作用下基于不同溶蚀速率的模型结果差异较为显著,在实际应用时应根据研究部位和研究时段选择合适的溶蚀速率方程。 展开更多

关键词 渗流-溶解耦合模型 溶蚀速率 表面反应控制 扩散迁移控制 平行板裂隙 岩溶

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海底岩溶隧道损伤-渗流耦合机制及其应用 被引量：1

18

作者 许梦飞 姜谙男 李兴盛 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1027-1035,共9页

目的分析多场耦合作用下海底岩溶隧道稳定性.方法建立基于Hoek-Brown准则的岩体弹塑性损伤-渗流耦合模型,通过ABAQUS软件中Umat子程序接口实现了模型的有限元计算,利用该模型对大连海底岩溶隧道进行数值计算.结果溶洞作用下地表沉降曲... 目的分析多场耦合作用下海底岩溶隧道稳定性.方法建立基于Hoek-Brown准则的岩体弹塑性损伤-渗流耦合模型,通过ABAQUS软件中Umat子程序接口实现了模型的有限元计算,利用该模型对大连海底岩溶隧道进行数值计算.结果溶洞作用下地表沉降曲线在开挖面中线两侧存在较大差异,随着上覆海水压力的增加,沉降最大值出现小幅增长,其位置逐渐向溶洞中线处偏移;当施加充填水压时,地表沉降值、开挖面附近围岩位移值和衬砌最大主应力值均发生明显变化;随着充填水压的加载,隔水岩体的损伤值和损伤区域逐渐增大,渗透系数成数量级增长,形成的导水通道为开挖面发生突水突泥灾害埋下了隐患.结论计算结果对岩溶区隧道监测和突水灾害防治具有指导意义. 展开更多

关键词 HOEK-BROWN准则 损伤-渗流耦合模型 海底岩溶隧道 充填水压 导水通道

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下穿暗涵盾构隧道施工过程损伤-渗流耦合分析 被引量：1

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作者 许梦飞 姜谙男 +3 位作者 史洪涛 李德生 万友生 程利民 《公路工程》 2022年第5期47-54,101,共9页

针对下穿既有暗涵盾构隧道施工过程中的开挖扰动问题,首先给出了基于Mohr-Coulomb准则的岩体弹塑性耦合损伤模型,同时引入损伤变量-渗透系数演化方程,建立了岩体弹塑性损伤-渗流耦合模型;其次,利用ABAQUS软件的子程序接口,编写了模型的... 针对下穿既有暗涵盾构隧道施工过程中的开挖扰动问题,首先给出了基于Mohr-Coulomb准则的岩体弹塑性耦合损伤模型,同时引入损伤变量-渗透系数演化方程,建立了岩体弹塑性损伤-渗流耦合模型;其次,利用ABAQUS软件的子程序接口,编写了模型的求解程序;为避免数值积分过程中的飘零问题,采用了完全隐式的向后欧拉算法,通过在主应力空间中分区域讨论的方式,解决了M-C准则数值积分过程中的奇异点问题;最后,将该模型应用于南昌地铁三号线工程,分析了盾构施工过程中地表与上部暗涵的变形规律,周围岩体的损伤值和孔隙水压的分布规律,依据计算结果提出了合理的施工建议。 展开更多

关键词 盾构施工 弹塑性损伤-渗流耦合模型 向后欧拉算法 下穿暗涵 施工参数

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低渗透油藏渗流场与应力场耦合规律研究 被引量：9

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作者 周志军 李菁 +3 位作者 刘永建 宋考平 刘薇薇 李啸峰 《石油与天然气地质》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期391-396,404,共7页

基于岩石力学、渗流力学、地质力学、计算力学以及流-固耦合渗流的基本理论,考虑低渗透油藏渗流时的启动压力梯度和低渗透储层的流-固耦合特征,建立了低渗透油藏渗流场和应力场耦合的数学模型和数值模型。采用有限差分与有限元相结合的... 基于岩石力学、渗流力学、地质力学、计算力学以及流-固耦合渗流的基本理论,考虑低渗透油藏渗流时的启动压力梯度和低渗透储层的流-固耦合特征,建立了低渗透油藏渗流场和应力场耦合的数学模型和数值模型。采用有限差分与有限元相结合的耦合数值计算方法进行了程序设计,研究了低渗透油藏渗流场和应力场的耦合规律。通过数值模拟方法对单井枯竭式开采过程中应力-应变随时间和空间的变化规律、岩石物性参数动态变化规律及开发指标变化规律进行了研究,并和刚性模型的计算结果进行了分析比较。可以看出,低渗透油藏的流-固耦合效应非常明显。 展开更多

关键词 渗流场 应力场 流-固耦合 数学模型 数值模拟 低渗透油藏

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