本文選題：裂隙 + 飽和多孔介質(zhì)　； 參考：《巖土力學》2017年05期

【摘要】：基于應力平衡方程、滲流連續(xù)性方程以及改進的Biot有效應力原理,建立了含裂隙可變形飽和多孔介質(zhì)流-固全耦合問題的控制方程。流體在介質(zhì)和裂隙中的流動均滿足達西定律,得到的非線性全耦合方程不僅反映多孔介質(zhì)內(nèi)部物理量的耦合效應,還考慮介質(zhì)與裂隙之間的耦合作用。擴展有限元法在處理含裂隙問題時具有獨特的優(yōu)勢,采用普通有限元和擴展有限元法構建了數(shù)值計算體系。在進行空間離散時,介質(zhì)內(nèi)部的位移和孔隙壓力均采用普通的有限元進行離散;裂隙處的位移模式引入擴展有限元中的兩類附加位移函數(shù),以反映裂隙面的位移強不連續(xù)性和裂隙端部的應力奇異性;引入孔隙壓力加強函數(shù),以體現(xiàn)裂隙法向孔隙壓力的弱不連續(xù)特征。使用向后差分格式進行時間離散。算例驗證了該模型和算法的正確性和有效性,分析了裂隙的存在對流體流動的延遲作用、裂隙中張開位移及孔隙壓力等物理量的分布情況,討論了滲透率、外部流量的改變對計算結果的影響。
[Abstract]:Based on the stress balance equation, the seepage continuity equation and the improved Biot effective stress principle, the governing equations of fluid-solid coupling problem in deformable porous media with fractures are established. The flow of fluid in medium and fracture satisfies Darcy's law. The nonlinear fully coupled equation not only reflects the coupling effect of physical quantity in porous media, but also considers the coupling effect between medium and fracture. The extended finite element method (EFEM) has a unique advantage in dealing with the problem with cracks. The numerical calculation system is constructed by using the general finite element method and the extended finite element method. In the process of spatial discretization, the internal displacement and pore pressure of the medium are discretized by the ordinary finite element method, and the displacement mode in the fracture area is introduced into two kinds of additional displacement functions in the extended finite element method. In order to reflect the strong discontinuity of displacements and the stress singularity at the end of fractures, a strengthening function of pore pressure is introduced to reflect the weak discontinuity of normal pore pressure of fractures. The backward difference scheme is used for time discretization. An example is given to verify the correctness and validity of the model and algorithm. The delay effect of the existence of fracture on fluid flow, the distribution of physical quantities such as opening displacement and pore pressure in fracture are analyzed, and the permeability is discussed. The influence of the change of the external flow rate on the calculation results.
【作者單位】： 河海大學力學與材料學院工程力學系;
【基金】：國家自然科學基金(No.11372099,No.11132003,No.11672101) 江蘇省自然科學基金(No.BK20151493) 國家“十二五”科技支撐計劃(No.2015BAB07B10)~~
【分類號】：TU452

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 劉澤佳;李錫夔;;非飽和多孔介質(zhì)中熱-滲流-力學耦合的混合元法[J];力學學報;2006年02期

2 張洪武;王鯤鵬;陳震;;基于物質(zhì)點方法飽和多孔介質(zhì)動力學模擬(Ⅱ)——飽和多孔介質(zhì)與固體間動力接觸分析[J];巖土工程學報;2009年11期

3 姜乃斌;劉占芳;;率相關飽和多孔介質(zhì)動力響應的數(shù)值分析[J];工程力學;2011年09期

4 陳星欣;白冰;;重力對飽和多孔介質(zhì)中顆粒輸運特性的影響[J];巖土工程學報;2012年09期

5 邸元;唐小微;;飽和多孔介質(zhì)大變形分析的一種有限元-有限體積混合方法[J];計算力學學報;2008年04期

6 白冰;;空心圓柱飽和多孔介質(zhì)熱固結問題的解析解[J];巖土力學;2011年10期

7 張洪武;王鯤鵬;陳震;;基于物質(zhì)點方法飽和多孔介質(zhì)動力學模擬(Ⅰ)——耦合物質(zhì)點方法[J];巖土工程學報;2009年10期

8 徐明江;魏德敏;;非飽和多孔介質(zhì)中彈性波的傳播特性(英文)[J];科學技術與工程;2009年18期

9 張洪武;王鯤鵬;;基于物質(zhì)點方法飽和多孔介質(zhì)動力學模擬(Ⅲ)——兩相物質(zhì)點方法[J];巖土工程學報;2010年04期

10 凌道盛;張飛霞;王云崗;單振東;房志輝;;任意豎向荷載作用下單層飽和多孔介質(zhì)一維瞬態(tài)響應精確解[J];巖土工程學報;2011年06期

相關會議論文 前2條

1 徐曾和;徐小荷;;飽和多孔介質(zhì)孔隙變形的有效應力定理Ⅰ-微孔洞模型[A];中國力學學會學術大會'2005論文摘要集（下）[C];2005年

2 張洪武;;非飽和多孔介質(zhì)動力應變局部化數(shù)值模擬[A];第十屆全國結構工程學術會議論文集第Ⅱ卷[C];2001年

相關博士學位論文 前1條

1 王鯤鵬;基于物質(zhì)點方法飽和多孔介質(zhì)動力學模擬[D];大連理工大學;2009年

相關碩士學位論文 前8條

1 徐召;非飽和多孔介質(zhì)中深埋圓柱形洞室的瞬態(tài)動力響應[D];北京交通大學;2016年

2 房志輝;單層飽和多孔介質(zhì)一維瞬態(tài)響應半解析解[D];浙江大學;2011年

3 王筠;非飽和多孔介質(zhì)一維瞬態(tài)響應半解析研究[D];浙江大學;2013年

4 張飛霞;一類單層飽和多孔介質(zhì)問題一維瞬態(tài)響應精確解[D];浙江大學;2010年

5 李燕秀;彈性介質(zhì)及飽和多孔介質(zhì)動力響應的高效無網(wǎng)格法分析[D];南京航空航天大學;2007年

6 谷思生;非飽和多孔介質(zhì)動力學模擬的耦合物質(zhì)點方法[D];大連理工大學;2009年

7 王祥建;二維飽水介質(zhì)的波動分析[D];中國地震局工程力學研究所;2003年

8 王文強;非飽和多孔介質(zhì)動力反應顯式有限元方法及應用[D];北京交通大學;2015年

，

本文編號：1862260