目錄
前言
第1章 多孔隙介質力學行為及流固耦合研究現(xiàn)狀 1
1.1 引言 1
1.2 不同圍壓下巖石的力學行為及其變形機理 1
1.2.1 不同圍壓下巖石的力學行為 1
1.2.2 巖石在不同圍壓下的變形破壞機理淺析 3
1.3 巖石的本構模型 4
1.3.1 概述 4
1.3.2 塑性模型 5
1.3.3 連續(xù)損傷模型 9
1.3.4 彈塑性損傷模型 13
1.4 滲流模型 14
1.5 滲透率演化模型 14
1.6 彈塑性損傷本構方程的數(shù)值實現(xiàn) 16
參考文獻 17
第2章 雙重孔隙介質流固耦合數(shù)值模型 26
2.1 引言 26
2.2 符號規(guī)定 26
2.3 基本概念 27
2.4 有效應力概念 28
2.5 損傷變量和真實應力概念 28
2.6 控制方程 29
2.6.1 模型框架結構 29
2.6.2 形變模型 29
2.6.3 滲流模型 30
2.6.4 本構關系 31
2.6.5 完全耦合方程 35
2.7 模型參數(shù) 37
2.7.1 壓縮系數(shù) 37
2.7.2 流體交換參數(shù) 38
2.7.3 滲透率 38
2.8 本章結論 39
參考文獻 39
第3章 多孔隙介質彈塑性損傷模型 41
3.1 概述 41
3.2 多孔隙介質彈塑性損傷模型的建立 42
3.2.1 符號約定 42
3.2.2 模型框架 42
3.2.3 連續(xù)損傷模型 44
3.2.4 塑性模型 49
3.3 模型參數(shù)說明 61
3.4 模型驗證與應用 61
3.4.1 靜水壓力試驗 61
3.4.2 三軸排水剪切試驗 62
3.4.3 三軸不排水剪切試驗 73
3.5 本章結論 78
參考文獻 78
第4章 多孔隙介質滲透率演化模型 81
4.1 引言 81
4.2 滲透率演化模型 82
4.2.1 滲透阻滯系數(shù) 82
4.2.2 滲透率演化模型的建立 84
4.3 模型參數(shù) 84
4.4 模型驗證 85
4.4.1 靜水壓力試驗 86
4.4.2 三軸試驗 87
4.5 本章結論 93
參考文獻 93
第5章 多孔隙介質流固耦合數(shù)值模型 95
5.1 引言 95
5.2 有限元數(shù)值模型 95
5.2.1 有限元法的一般程序 95
5.2.2 控制方程的空間域離散化 96
5.2.3 時間域離散化 100
5.2.4 全局解 101
5.3 彈塑性損傷模型的積分 102
5.3.1 概述 102
5.3.2 彈塑性應力-應變關系 102
5.3.3 正向歐拉格式 103
5.3.4 基于自動子步法的修正歐拉格式 104
5.3.5 屈服面漂移修正 107
5.4 本章結論 111
參考文獻 111
第6章 流固耦合數(shù)值模型驗證 112
6.1 概述 112
6.2 數(shù)值積分方法的評價 112
6.2.1 三軸排水剪切試驗 113
6.2.2 三軸不排水剪切試驗 117
6.3 流固耦合數(shù)值模型驗證案例 122
6.3.1 井點降水問題分析 122
6.3.2 井點一維注水問題 127
6.3.3 水力致裂問題 130
6.4 本章結論 133
參考文獻 133
第7章 流固耦合數(shù)值模型的應用 135
7.1 概述 135
7.2 一維固結問題 136
7.2.1 單孔隙介質固結問題分析 136
7.2.2 雙重孔隙介質固結問題分析 137
7.3 井壁穩(wěn)定性分析 141
7.3.1 彈性介質 141
7.3.2 彈塑性雙重孔隙介質 143
7.4 徑向水力致裂研究 148
7.4.1 徑向水力致裂試驗 148
7.4.2 徑向水力致裂應用分析 150
7.5 優(yōu)化及應用 153
7.6 本章結論 153
參考文獻 154
彩圖