黏弹性流体饱和孔隙介质动力反应分析的显式有限元法 被引量：1

1

作者 田迎春 章梓茂 +2 位作者 赵成刚 马坚伟 杨慧珠 《科学技术与工程》 2010年第5期1112-1117,共6页

黏弹性流体饱和多孔介质模型比单相介质或者弹性饱和孔隙介质更接近实际的土层介质,应用该模型研究土层介质的动力响应更为合理。用数值方法研究了半空间黏弹性流体饱和孔隙介质的动力时域响应。根据Biot黏弹性流体饱和两相多孔介质波... 黏弹性流体饱和多孔介质模型比单相介质或者弹性饱和孔隙介质更接近实际的土层介质,应用该模型研究土层介质的动力响应更为合理。用数值方法研究了半空间黏弹性流体饱和孔隙介质的动力时域响应。根据Biot黏弹性流体饱和两相多孔介质波动方程,采用解耦技术,建立了以固相位移和流相位移为未知量的黏弹性流体饱和孔隙介质动力分析的一种显式有限元法。该方法克服了隐式方法需要求解联立方程组的缺点,具有节省计算机内存空间和计算时间的优点。与解析解比较表明,该算法具有较高的计算精度;最后以一维黏弹性流体饱和孔隙介质为例,分析了黏性系数对动力响应的影响。 展开更多

关键词 黏弹性流体饱和孔隙介质 显式有限元法 动力响应

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双重孔隙流体饱和介质弹性波散射二维IBIEM模拟

2

作者 刘中宪 孙珺 +1 位作者 黄磊 赵瑞斌 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期708-718,共11页

基于平面波势函数,采用间接边界积分方程法(indirect boundary integral equation method, IBIEM)研究了双孔隙流体饱和介质中弹性波入射下二维孔洞的散射特性。推导得到了双孔隙介质中全空间二维线源动力格林函数,并给出了各散射波的... 基于平面波势函数,采用间接边界积分方程法(indirect boundary integral equation method, IBIEM)研究了双孔隙流体饱和介质中弹性波入射下二维孔洞的散射特性。推导得到了双孔隙介质中全空间二维线源动力格林函数,并给出了各散射波的位移场和应力场。在数值精度验证的基础上,以双孔隙二维饱和全空间中孔洞为例,解决了平面P、SV波入射下的地震波散射问题。数值结果表明:双重孔隙介质中的位移幅值、环向应力幅值、孔隙压力变化规律与不同入射波形,入射频率,孔隙率和边界排水条件密切相关,位移幅值在低频(无量纲频率η≤2)入射时出现峰值。环向应力幅值与干土条件相比更为复杂,基质孔压与裂缝孔压的存在增大了双重孔隙饱和介质的能量效应,总体震动趋势大于干土条件,环向应力放大可达62%。 展开更多

关键词 双重孔隙饱和介质 弹性波散射 间接边界积分方程法 双孔隙介质动力格林函数

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饱和黏弹性孔隙介质中压缩波的频散与衰减 被引量：1

3

作者 师文佳 丛琳 杨多兴 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2900-2906,共7页

波的频散现象及其成因是岩石物理学与孔隙介质声学研究的一个热点。基于Biot理论与Darcy-Brinkman定律,提出了Maxwell-Brinkman与Kelvin-Brinkman黏弹性孔隙介质力学模型,建立了压缩波的频散关系,揭示了波的频散与衰减规律,分析了应力... 波的频散现象及其成因是岩石物理学与孔隙介质声学研究的一个热点。基于Biot理论与Darcy-Brinkman定律,提出了Maxwell-Brinkman与Kelvin-Brinkman黏弹性孔隙介质力学模型,建立了压缩波的频散关系,揭示了波的频散与衰减规律,分析了应力松弛与蠕变对波的传播速度与逆品质因子的影响。低频情况下,Kelvin-Brinkman模型与Darcy-Brinkman-Biot模型预测的压缩波的频散及其衰减一致。高频情况下,Maxwell-Brinkman模型与Darcy-Brinkman-Biot模型预测的压缩波的频散及其衰减一致。结合墨西哥湾的试验数据,验证了物理模型的可靠性。通过参数敏感性分析,探讨了基于实测数据优化介质参数的方法。 展开更多

关键词 BIOT理论 Darcy-Brinkman定律 孔隙介质 黏弹性 频散 品质因子

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含黏滞流体各向异性孔隙介质中弹性波的频散和衰减 被引量：17

4

作者 魏修成 卢明辉 +1 位作者 巴晶 杨慧珠 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期213-220,共8页

基于Biot理论,考虑液相的黏弹性变形和固液相接触面上的相对扭转,提出了含黏滞流体VTI孔隙介质模型.从理论上推导出,在该模型中除存在快P波、慢P波、SV波、SH波以外,还将存在两种新横波-慢SV波和慢SH波.数值模拟分析了6种弹性波的相速... 基于Biot理论,考虑液相的黏弹性变形和固液相接触面上的相对扭转,提出了含黏滞流体VTI孔隙介质模型.从理论上推导出,在该模型中除存在快P波、慢P波、SV波、SH波以外,还将存在两种新横波-慢SV波和慢SH波.数值模拟分析了6种弹性波的相速度、衰减、液固相振幅比随孔隙度、频率的变化规律以及快P波、快SV波的衰减随流体性质、渗透率、入射角的变化规律.结果表明慢SV波和慢SH波主要在液相中传播,高频高孔隙度时,速度较高;大角度入射时,快P波衰减表现出明显的各向异性,而快SV波的衰减则基本不变;储层纵向和横向渗透率存在差异时,快SV波衰减大的方向渗透率高. 展开更多

关键词 频散和衰减 孔隙介质 黏滞流体 各向异性 渗透率

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流体饱和多孔介质黏弹性动力人工边界 被引量：13

5

作者 王子辉 赵成刚 董亮 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期605-611,共7页

基于Biot流体饱和多孔介质本构方程,分别考察具有辐射阻尼性质的外行柱面波和球面波在圆柱面和球面人工边界上引起的法向、切向应力的表达式．在应力表达形式上,固相介质和孔隙流体的法向和切向应力都是由两项组成,它们分别与质点的位... 基于Biot流体饱和多孔介质本构方程,分别考察具有辐射阻尼性质的外行柱面波和球面波在圆柱面和球面人工边界上引起的法向、切向应力的表达式．在应力表达形式上,固相介质和孔隙流体的法向和切向应力都是由两项组成,它们分别与质点的位移和速度成正比,因此,可在人工边界的法向和切向设置连续分布的并联弹簧-黏滞阻尼器,用来模拟人工边界以外的无限域介质对来自有限计算域的外行波动的能量吸收作用,从而形成了流体饱和多孔介质的黏弹性动力人工边界．流体饱和多孔介质的黏弹性动力人工边界可方便地与大型通用软件结合,用于分析饱和土中复杂的结构-地基动力相互作用问题．算例表明流体饱和多孔介质黏弹性动力人工边界具有较好的精度和稳定性． 展开更多

关键词 流体饱和多孔介质 黏弹性动力人工边界 有限元法 无限域 辐射阻尼

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流体饱和多孔隙介质二维弹性波方程正演模拟的小波有限元法 被引量：27

6

作者 张新明 刘克安 刘家琦 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期1156-1166,共11页

本文将小波有限元法引入到流体饱和多孔隙介质二维波动方程的正演模拟中,以二维Daubechies小波的尺度函数代替多项式函数作为插值函数,构造二维张量积小波单元.引入一类特征函数解决了Daubechies小波没有显式解析表达式所带来的基函数... 本文将小波有限元法引入到流体饱和多孔隙介质二维波动方程的正演模拟中,以二维Daubechies小波的尺度函数代替多项式函数作为插值函数,构造二维张量积小波单元.引入一类特征函数解决了Daubechies小波没有显式解析表达式所带来的基函数积分值计算问题,并推导出计算分数节点上Daubechies小波函数值的递推公式,从而构造出由小波系数空间到波场位移空间的快速小波变换.数值模拟结果表明该方法是有效的. 展开更多

关键词 小波有限元法 流体饱和多孔隙介质 DAUBECHIES小波 尺度函数 快速小波变换

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流体饱和多孔隙介质弹性波方程边界元解法研究 被引量：9

7

作者 胡善政 符力耘 裴正林 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期2364-2369,共6页

基于流体饱和多孔隙各向同性介质模型,本文首先推导了流体饱和多孔隙介质中弹性波传播的频率域系统动力方程及边界积分方程,然后给出了流体饱和多孔隙介质弹性波方程的基本解,最后,利用本文给出的边界元方法对流体饱和多孔隙各向同性介... 基于流体饱和多孔隙各向同性介质模型,本文首先推导了流体饱和多孔隙介质中弹性波传播的频率域系统动力方程及边界积分方程,然后给出了流体饱和多孔隙介质弹性波方程的基本解,最后,利用本文给出的边界元方法对流体饱和多孔隙各向同性介质中的弹性波传播进行了数值模拟.结果表明:不论是从固相位移,还是液相位移的地震合成记录都能看到明显的慢速P波,本文提出的流体饱和多孔隙介质弹性波边界元法是有效可行的. 展开更多

关键词 流体饱和多孔隙介质 各向同性 弹性波 边界元法 数值模拟

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流体饱和多孔介质黏弹性动力人工边界 被引量：4

8

作者 王国军 赵成刚 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2007年第3期54-59,共6页

基于Biot流体饱和多孔介质本构方程,采用平面波和远场散射波经验叠加来反映外行波传播,以经验参数反映人工边界外行波动的衰减和多角度透射特性。在人工边界处分别施加反映固相和液相介质传播效应的弹簧及阻尼来模拟人工边界以外的无限... 基于Biot流体饱和多孔介质本构方程,采用平面波和远场散射波经验叠加来反映外行波传播,以经验参数反映人工边界外行波动的衰减和多角度透射特性。在人工边界处分别施加反映固相和液相介质传播效应的弹簧及阻尼来模拟人工边界以外的无限域介质对来自有限域的外行波的能量的吸收作用。从而形成一种流体饱和多孔介质的黏弹性动力人工边界。数值算例表明:边界的精度和稳定性高于现有的黏性边界、黏弹性人工边界及一阶透射边界。 展开更多

关键词 流体饱和多孔介质 黏弹性动力人工边界 有限元法

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岩石弹性波速度和饱和度、孔隙流体分布的关系 被引量：56

9

作者 史謌 沈文略 杨东全 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期138-142,共5页

在实验室对 6种砂岩进行了连续的进水和失水实验 .测量了两个过程的纵波速度VP、横波速度VS 进水和失水速率随饱和度SW 的变化 ;分析了低饱和度时流体对岩石弹性性质的影响 .实验表明 ,进水和失水过程显示不同的纵、横波速度与饱和度关... 在实验室对 6种砂岩进行了连续的进水和失水实验 .测量了两个过程的纵波速度VP、横波速度VS 进水和失水速率随饱和度SW 的变化 ;分析了低饱和度时流体对岩石弹性性质的影响 .实验表明 ,进水和失水过程显示不同的纵、横波速度与饱和度关系 ,速度不仅与饱和度有关 ,还与不同饱和阶段的孔隙流体分布有关 ,而且也是水和岩石骨架之间的物理及化学作用所致 . 展开更多

关键词 弹性波 波速 饱和度 孔隙流体 岩石物理 砂岩 进水过程 失水过程

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黏弹性饱和多孔介质中圆柱孔洞的频域响应 被引量：19

10

作者 刘干斌 谢康和 施祖元 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第5期557-563,共7页

研究了无限黏弹性饱和多孔介质中圆柱孔洞(有衬砌)表面受轴对称简谐荷载和流体压力作用下的频域响应问题.引入carcione提出的本构模型来描述介质的流变和松弛性质.考虑衬砌和介质的相对渗透性,孔洞处于半封闭状态,边界半透水.引入两个... 研究了无限黏弹性饱和多孔介质中圆柱孔洞(有衬砌)表面受轴对称简谐荷载和流体压力作用下的频域响应问题.引入carcione提出的本构模型来描述介质的流变和松弛性质.考虑衬砌和介质的相对渗透性,孔洞处于半封闭状态,边界半透水.引入两个势函数,在频域中得到了应力、位移和超孔隙水压力响应解答.并进行了算例分析,讨论了反映介质黏弹性性质的最小质量因子,反映孔洞边界半透水性质的渗透性参数及衬砌和介质的相对刚度对问题的影响.分析结果表明:以上参数对圆柱孔洞的频域响应有很大影响. 展开更多

关键词 孔洞 饱和多孔介质 圆柱 超孔隙水压力 相对刚度 本构模型 荷载 黏弹性 势函数 质量因子

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饱和多孔介质三维时域黏弹性人工边界与动力反应分析的显式有限元法 被引量：8

11

作者 李伟华 刘清华 赵成刚 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2460-2469,共10页

本文基于Biot的饱和多孔介质本构方程,考察具有辐射阻尼的外行球面波,推导了饱和多孔介质三维黏弹性人工边界的法向和切向边界方程;在已有的饱和多孔介质二维显式有限元数值计算方法基础上,提出该理论的三维方法,并开发了实现该三维方... 本文基于Biot的饱和多孔介质本构方程,考察具有辐射阻尼的外行球面波,推导了饱和多孔介质三维黏弹性人工边界的法向和切向边界方程;在已有的饱和多孔介质二维显式有限元数值计算方法基础上,提出该理论的三维方法,并开发了实现该三维方法的有限元程序.算例表明饱和多孔介质三维时域黏弹性人工边界与动力反应分析的显式有限元法具有较好的精度和稳定性. 展开更多

关键词 饱和多孔介质 三维黏弹性动力人工边界 有限元法

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饱和多孔介质近场波动分析的一种黏弹性人工边界 被引量：10

12

作者 杜修力 李立云 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期575-581,共7页

采用有限模型数值方法求解能量开放系统中的波动问题时,虚拟人工边界的处理方式对计算结果的准确性和精度具有重要的影响.本文针对无限域饱和多孔介质中波传播问题的人工边界处理方式进行了研究,提出了饱和多孔介质近场波动分析的一种... 采用有限模型数值方法求解能量开放系统中的波动问题时,虚拟人工边界的处理方式对计算结果的准确性和精度具有重要的影响.本文针对无限域饱和多孔介质中波传播问题的人工边界处理方式进行了研究,提出了饱和多孔介质近场波动分析的一种黏弹性人工边界处理方法.在考虑多孔介质中固相和液相的相互作用的情况下,通过在人工边界处分别施加反映固相和液相介质波传播效应的弹簧及阻尼来模拟饱和多孔介质中波的能量辐射效应影响.算例表明,本文建议的黏弹性人工边界具有较好的模拟效果. 展开更多

关键词 饱和多孔介质 能量辐射效应 黏弹性人工边界

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水与流体饱和孔隙介质界面上非镜面反射声场的实验研究 被引量：7

13

作者 诸国桢 朱喜福 郭宏智 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期83-92,共10页

用光学法和发射 接收法研究了水与流体饱和孔隙介质界面上声波的非镜面反射声场 .测量了入射角θi 为 1 6°— 80°范围内的反射系数R ,记录了θi 在Rayleigh波临界角θc附近± 4°范围内两束反射波的反射角、波束位... 用光学法和发射 接收法研究了水与流体饱和孔隙介质界面上声波的非镜面反射声场 .测量了入射角θi 为 1 6°— 80°范围内的反射系数R ,记录了θi 在Rayleigh波临界角θc附近± 4°范围内两束反射波的反射角、波束位移Δ、波形和频谱 .实验发现 :(1 )在θc 附近±4°范围内 ,观察到θi两束反射波A和B ,其中波束B沿界面有波束位移Δ ,实验测出Δ随θi增大而减小 ,并非在θi=θc 时最大 .(2 )反射角等于θi 的波束的频谱很接近于入射波的频谱 ,反射角等于θc 的波束的频谱相对于入射波有频谱的负偏移 .(3)波束A的相位与发射换能器直达波的相位一致 。 展开更多

关键词 流体饱和孔隙介质 非镜面反射 波束位移 频谱 负偏移 入射角 声波 反射系数

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多孔介质内黏弹性流体的热对流稳定性研究 被引量：7

14

作者 康建宏 谭文长 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期1436-1457,共22页

基于修正的Darcy模型,介绍了多孔介质内黏弹性流体热对流稳定性研究的现状和主要进展.通过线性稳定性理论,分析计算多孔介质几何形状(水平多孔介质层、多孔圆柱以及多孔方腔)、热边界条件(底部等温加热、底部等热流加热、底部对流换热... 基于修正的Darcy模型,介绍了多孔介质内黏弹性流体热对流稳定性研究的现状和主要进展.通过线性稳定性理论,分析计算多孔介质几何形状(水平多孔介质层、多孔圆柱以及多孔方腔)、热边界条件(底部等温加热、底部等热流加热、底部对流换热以及顶部自由开口边界)、黏弹性流体的流动模型(Darcy-Jeffrey, DarcyBrinkman-Oldroyd以及Darcy-Brinkman-Maxwell模型)、局部热非平衡效应以及旋转效应对黏弹性流体热对流失稳的临界Rayleigh数的影响.利用弱非线性分析方法,揭示失稳临界点附近热对流流动的分叉情况,以及失稳临界点附近黏弹性流体换热Nusselt数的解析表达式.采用数值模拟方法,研究高Rayleigh数下黏弹性流体换热Nusselt数和流场的演化规律,分析各参数对黏弹性流体热对流失稳和对流换热速率的影响.主要结果:(1)流体的黏弹性能够促进振荡对流的发生;(2)旋转效应、流体与多孔介质间的传热能够抑制黏弹性流体的热对流失稳;(3)在临界Rayleigh数附近,静态对流分叉解是超临界稳定的,而振荡对流分叉可能是超临界或者亚临界的,主要取决于流体的黏弹性参数、Prandtl数以及Darcy数;(4)随着Rayleigh数的增加,热对流的流场从单个涡胞逐渐演化为多个不规则单元涡胞,最后发展为混沌状态. 展开更多

关键词 黏弹性流体 热对流 多孔介质 稳定性

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黏弹性流体在油藏孔隙模型中的流动阻力特性 被引量：2

15

作者 张立娟 任国友 +1 位作者 岳湘安 刘中春 《大庆石油学院学报》 CAS 北大核心 2004年第1期17-20,共4页

采用上随体Maxwell本构方程描述流体的流变性,用数值方法研究了黏弹性流体在2类典型的油藏孔隙模型———孔喉模型和盲端模型中的流动阻力特性.分析了低雷诺数流动条件下,具有不同黏弹性质的流体在喉道和盲端附近的流动特性和压力损失规... 采用上随体Maxwell本构方程描述流体的流变性,用数值方法研究了黏弹性流体在2类典型的油藏孔隙模型———孔喉模型和盲端模型中的流动阻力特性.分析了低雷诺数流动条件下,具有不同黏弹性质的流体在喉道和盲端附近的流动特性和压力损失规律.研究结果表明:黏弹性流体在孔隙变截面处的局部压力损失远高于相同流动条件下无弹性纯黏流体的局部压力损失;黏弹性越大,局部压力损失越大;黏弹性流体在变截面孔隙中的高局部压力损失是导致其在多孔介质中渗流阻力异常高的重要原因之一. 展开更多

关键词 黏弹性流体 流动阻力 盲端孔隙 孔喉 聚合物驱

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黏弹性饱和介质中半封闭圆形衬砌对弹性波的散射 被引量：4

16

作者 徐平 刘干斌 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期86-92,共7页

假定黏弹性饱和介质的骨架为线性Kelven-Voigt材料,将圆形衬砌视为饱和介质,并通过引入封闭性参数来表征衬砌内边界的透水特性,考虑土颗粒、孔隙流体的压缩性以及孔隙流体与土骨架之间的黏性耦合作用,采用修正的Biot模型来描述黏弹性饱... 假定黏弹性饱和介质的骨架为线性Kelven-Voigt材料,将圆形衬砌视为饱和介质,并通过引入封闭性参数来表征衬砌内边界的透水特性,考虑土颗粒、孔隙流体的压缩性以及孔隙流体与土骨架之间的黏性耦合作用,采用修正的Biot模型来描述黏弹性饱和介质及半封闭衬砌。运用波函数展开法,将入射波、散射波和折射波的势函数展开成Fourier-Bessel函数的无穷级数形式,根据黏弹性饱和介质与衬砌界面处应力、位移和孔隙流体压力连续及衬砌内边界完全自由的边界条件得到展开波函数的复系数理论解。最后通过数值计算比较弹性衬砌与内边界透水的饱和衬砌两种情况下黏弹性饱和介质与衬砌界面处及衬砌内侧的动应力集中因子的分布规律,并进一步分析无量纲入射频率、衬砌厚度及封闭性参数对黏弹性饱和介质与衬砌界面处及衬砌内侧的动应力集中因子的影响。 展开更多

关键词 黏弹性饱和介质 半封闭圆形衬砌 弹性波 散射 动应力集中因子 衬砌封闭性参数

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流体饱和多孔隙介质波动方程多尺度反演 被引量：2

17

作者 张新明 刘克安 刘家琦 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期88-92,共5页

基于多尺度的思想,将小波多分辨分析和多尺度方法相结合,应用于流体饱和多孔隙介质孔隙率的反演。利用小波变换,将原始反问题分解为不同尺度上的一系列子反问题,并按照尺度从粗到细的顺序依次求解。在每一个尺度上,都采用稳定、收敛快... 基于多尺度的思想,将小波多分辨分析和多尺度方法相结合,应用于流体饱和多孔隙介质孔隙率的反演。利用小波变换,将原始反问题分解为不同尺度上的一系列子反问题,并按照尺度从粗到细的顺序依次求解。在每一个尺度上,都采用稳定、收敛快的正则化高斯牛顿法求解,次一级尺度上求出的“全局最优解”作为上一级的初始解,依此类推,直到求出原始问题的真正的全局最优解。通过与传统的正则化高斯牛顿法相比较,显示了小波多尺度法是一个大范围收敛、能够有效节省计算量的方法,数值模拟的结果也表明了方法的有效性。 展开更多

关键词 流体饱和多孔隙介质 小波多尺度方法 孔隙率 反演 正则化高斯牛顿法 小波有限元法

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横观各向同性含液饱和多孔介质黏弹性瞬态反应

18

作者 王俊林 祝彦知 张天航 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1315-1322,共8页

在考虑横观各向同性含液饱和多孔介质固体骨架和流体可压缩性以及固体骨架的黏弹性特征下,基于横观各向同性含液饱和多孔介质u-w形式的三维动力控制方程,以固相位移u、液相相对位移w为基本未知量,综合运用Laplace变换、双重Fourier变换... 在考虑横观各向同性含液饱和多孔介质固体骨架和流体可压缩性以及固体骨架的黏弹性特征下,基于横观各向同性含液饱和多孔介质u-w形式的三维动力控制方程,以固相位移u、液相相对位移w为基本未知量,综合运用Laplace变换、双重Fourier变换等方法,在直角坐标系下通过引入中间变量,将六元2阶动力控制方程组化为两组各含4个未知变量的常微分方程组,给出了直角坐标系下横观各向同性含液饱和多孔介质三维黏弹性动力反应的积分形式一般解;作为理论推导的验证,通过引入初始条件和边界条件,对横观各向同性含液饱和多孔介质半空间黏弹性瞬态反应问题进行了求解。解答的退化验证表明,所推导的理论解是正确的。 展开更多

关键词 BIOT波动方程 横观各向同性 含液饱和介质 黏弹性 动力反应

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流体饱和多孔隙垂向非均匀固体的弹性波传播理论

19

作者 董连芝 王宝昌 《长春地质学院学报》 CSCD 1997年第2期206-211,共6页

建立含有可压缩粘滞流体的多孔隙垂向非均匀弹性固体内之应力波传播理论。论述了其中的一个问题。即当Ｐｏｉｓｅｕｉｌｌｅ流动假设成立的低频率范围且流体与固体的质量密度可相比拟（例如含水饱和岩石之类）时，流体与固体间虽有相对... 建立含有可压缩粘滞流体的多孔隙垂向非均匀弹性固体内之应力波传播理论。论述了其中的一个问题。即当Ｐｏｉｓｅｕｉｌｌｅ流动假设成立的低频率范围且流体与固体的质量密度可相比拟（例如含水饱和岩石之类）时，流体与固体间虽有相对运动但无摩擦的情形。在一定的近似条件下，可以存在两类膨胀波和一类旋转波。 展开更多

关键词 地震勘探 流体饱和 孔隙 弹性波 传播理论

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压力及流体对岩石孔隙结构与黏弹性的影响规律研究:理论模型及实验观测 被引量：6

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作者 程卫 巴晶 +1 位作者 马汝鹏 张琳 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期4517-4527,共11页

地质成因和构造/热应力导致地壳岩石中的孔隙结构(裂隙和粒间孔)的变化.影响岩石黏弹性的因素包括压力、孔隙度、孔隙中包含的流体和孔隙几何形状等.相对于岩石中的硬孔隙,岩石黏弹性(衰减和频散)受软孔隙(裂隙)的影响更大.本文选取三... 地质成因和构造/热应力导致地壳岩石中的孔隙结构(裂隙和粒间孔)的变化.影响岩石黏弹性的因素包括压力、孔隙度、孔隙中包含的流体和孔隙几何形状等.相对于岩石中的硬孔隙,岩石黏弹性(衰减和频散)受软孔隙(裂隙)的影响更大.本文选取三块白云岩样本,进行了不同围压和流体条件下的超声波实验测量.利用CPEM(Cracks and Pores Effective Medium,裂隙和孔隙有效介质)模型获得了岩石高、低频极限的弹性模量,并通过Zener体(标准线性体)模型将CPEM模型拓展到全频带而得到CPEM-Zener模型,用该模型拟合岩石松弛和非松弛状态下的实验数据,本文得到平均裂隙纵横比和裂隙孔隙度以及纵波速度和品质因子随频率的变化关系.结果表明,饱水岩石的平均裂隙纵横比和裂隙孔隙度均高于饱油岩石,随着压差(围压和孔隙压力的差值)的增加,饱油岩石中的裂隙首先闭合.并且压差在70 MPa以内时,随着压差增大,岩石的平均裂隙纵横比和裂隙孔隙度在饱水和饱油时的差值增大,此时流体类型对于岩石裂隙的影响越来越显著,此外,对饱水岩石,平均裂隙纵横比随压差增加而增大,这可能是由于岩石中纵横比较小的裂隙会随压差增大而逐渐趋于闭合.在饱水和饱油岩石中,裂隙孔隙度和裂隙密度都随着压差增加而减小.通过对裂隙密度和压差的关系进行指数拟合,本文获得压差趋于0时的裂隙密度,且裂隙密度随孔隙度增大而增大,增大速率随压差增加而降低.针对饱水和饱油的白云岩样本,CPEM-Zener模型预测的纵波频散随压差增大而减小,此变化趋势和实验测得的逆品质因子随压差的变化关系基本一致,由此进一步验证了模型的实用性.本研究对岩石的孔隙结构和黏弹性分析以及声波测井、地震勘探的现场应用有指导意义. 展开更多

关键词 平均裂隙纵横比 裂隙孔隙度 黏弹性 压差 流体类型 CPEM模型 Zener模型 白云岩

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