›› 2006, Vol. 27 ›› Issue (4): 519-524.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

饱和多孔介质热-水-力控制方程耦合项的意义及耦合影响分析

白 冰   

  1. 北京交通大学 土木建筑工程学院,北京 100044)
  • 收稿日期:2004-09-03 出版日期:2006-04-10 发布日期:2013-11-05
  • 作者简介:白冰,男,1966年生,博士,副教授,现主要从事复杂环境条件下岩土介质力学特性的研究工作
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(No. 50578008);北京交通大学科研基金“十五”面上项目(No. 2004SM037)

Effects of coupling schemes of thermo hydro-mechanical governing equations for saturated porous medium

BAI Bing   

  1. College of Civil Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China
  • Received:2004-09-03 Online:2006-04-10 Published:2013-11-05

摘要: 基于饱和多孔介质完全耦合条件下热-水-力控制方程的一般形式,对各耦合项的物理意义进行了分析。以等温条件下水-力耦合的Biot渗透固结理论和等压条件下热-力耦合的热弹性理论两种退化形式为基础,给出耦合系数的物理意义及其函数表达式。研究表明,其中一些耦合系数实际上有相同的物理意义和数学形式,因而可使控制方程得到简化。针对不同的介质特性以及热、水、力条件,给出几种特定情形下控制方程的简化形式。以无限大多孔介质中球域热源的热力学响应分析为例,对一些耦合项的影响程度进行了比较研究。

关键词: 饱和多孔介质, 耦合参数, 控制方程, 热力学, 耦合效应

Abstract: The governing equations of coupled thermo-hydro-mechanical consolidation for a homogeneous isotropic saturated porous medium are given firstly. The physical meanings of every coupling term are analyzed. Based on both Biot’s consolidation theory under isothermal conditions and thermo-mechanical theory under isobaric conditions, the physical meanings of coupling coefficients and their expression equations are given. The studies show that some coupling coefficients are same in their function formations completely; and the governing equations can be simplified greatly. For this, some simplified governing equations for some typical condition in engineering are given. As an example, thermo-hydro-mechanical characteristics are discussed for the problem of infinite saturated porous medium subjected to a global heat source of variable strength with time. The effects of some coupling terms are analyzed comparatively.

Key words: saturated porous medium, coefficient of coupling, governing equations, thermodynamics, coupling effect

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[1] 雷 达, 蒋关鲁, 孙圣杰, 戚志慧, 李安洪, . 基于振动台试验的抗滑桩加固斜坡桥基研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 127-134.
[2] 宋 佳,古 泉,许成顺,杜修力,. 饱和土动力方程全显式有限元法在 OpenSees中的实现与应用[J]. , 2018, 39(9): 3477-3485.
[3] 巢志明,王环玲,徐卫亚,贾朝军,赵 恺,. 一种快速制备不同含水饱和度岩石试样的方法[J]. , 2018, 39(3): 1109-1114.
[4] 陈 拓,陈国庆,黄润秋,刘 明. 考虑高边坡强卸荷的锚索锚固力耦合变化模型[J]. , 2018, 39(11): 4125-4132.
[5] 王成龙,刘汉龙,孔纲强,吴宏伟,李建斌, . 不同刚度约束对能量桩应力和位移的影响研究[J]. , 2018, 39(11): 4261-4268.
[6] 刘 宝,苏 谦,李 婷,桂 波,. 饱和多孔介质动力响应移动单元法分析[J]. , 2017, 38(7): 2071-2079.
[7] 王荣华,章 青,夏晓舟. 含裂隙饱和多孔介质流-固耦合的扩展有限元分析[J]. , 2017, 38(5): 1489-1496.
[8] 孔纲强,王成龙,刘汉龙,吴 迪,车 平,. 多次温度循环对能量桩桩顶位移影响分析[J]. , 2017, 38(4): 958-964.
[9] 刘汉龙,王成龙,孔纲强,吴 迪,. U型、W型和螺旋型埋管形式能量桩热力学特性对比模型试验[J]. , 2016, 37(S1): 441-447.
[10] 张鹏远,白 冰,蒋思晨. 孔隙结构和水动力对饱和多孔介质中颗粒迁移和沉积特性的耦合影响[J]. , 2016, 37(5): 1307-1316.
[11] 柴华友,李天斌,张电吉,陈 健,吴巧云,柴修伟,. 饱和多孔介质表面透水性对表面波传播特性影响薄层分析法[J]. , 2016, 37(12): 3371-3379.
[12] 白 冰,赵晓龙,许 韬. 多级升温及降温引起的饱和红黏土的热响应试验研究[J]. , 2016, 37(1): 25-32.
[13] 孙 翔 ,郭晓霞 ,邵龙潭 , . 基于热力学的临界状态模型的返回映射算法及实现[J]. , 2015, 36(S1): 85-93.
[14] 李华伟,白 冰,王梦恕,许 韬. 渗透作用下多孔介质中循环浓度污染物的迁移过程研究[J]. , 2015, 36(5): 1306-1312.
[15] 胡海军 ,蒋明镜 ,彭建兵 ,申志福,. 应力路径试验前后不同黄土的孔隙分形特征[J]. , 2014, 35(9): 2479-2485.
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[1] 崔 凯,谌文武,张景科,韩文峰,梁收运. 多元层状边坡土体风蚀速率与微结构参数关系[J]. , 2009, 30(9): 2741 -2746 .
[2] 李加贵,陈正汉,黄雪峰,李 佳. 原状非饱和Q3黄土的土压力原位测试和强度特性研究[J]. , 2010, 31(2): 433 -440 .
[3] 谈云志,孔令伟,郭爱国,冯 欣,万 智. 红黏土路基填筑压实度控制指标探讨[J]. , 2010, 31(3): 851 -855 .
[4] 付玉华,李夕兵,董陇军. 损伤条件下深部岩体巷道光面爆破参数研究[J]. , 2010, 31(5): 1420 -1426 .
[5] 潘 岳,李爱武,戚云松. 对“岩石蠕变变形的混沌特性研究”的讨论[J]. , 2010, 31(11): 3688 -3692 .
[6] 杨 强,冷旷代,刘耀儒. 变形加固理论的力学基础与工程意义[J]. , 2011, 32(1): 1 -8 .
[7] 李术才,徐帮树,丁万涛,张庆松. 海底隧道最小岩石覆盖厚度的权函数法[J]. , 2009, 30(4): 989 -996 .
[8] 薛云亮,李庶林,林 峰,徐宏斌. 考虑损伤阀值影响的钢纤维混凝土损伤本构模型研究[J]. , 2009, 30(7): 1987 -1992 .
[9] 李国玉,喻文兵,马 巍,齐吉琳,金会军,盛 煜. 甘肃省公路沿线典型地段含盐量对冻胀盐胀特性影响的试验研究[J]. , 2009, 30(8): 2276 -2280 .
[10] 刘 洋,赵明阶. 基于分形与损伤理论的岩石声–应力相关性理论模型研究[J]. , 2009, 30(S1): 47 -52 .