非饱和多孔介质中混合元法的化学-热-渗流-力学耦合的本构模拟

在文献[1]中建立的多孔介质中化学-热-渗流-力学(CTHM)本构模型基础上,针对文献[2]建立的非饱和多孔介质中热-渗流-力学耦合分析的混合有限元方法,发展了非饱和多孔介质中混合元的化学-热-渗流-力学(CTHM)耦合本构模拟算法。采用非关联流动多重屈服准则模拟非饱和多孔介质的材料非线性行为。推导了u-pw-pa-T形式的包含了耦合率本构方程积分的向后欧拉映射算法和一致性弹塑性切线模量矩阵(单元刚度矩阵)的混合元一致性算法。本文给出了临界状态线(CSL)和状态边界面(SBS)两个屈服准则的一致性算法。数值结果显示了本文所发展的混合元耦合本构模拟算法在模拟由热、化学、力学荷载共同引起的多孔介质中化学-热-渗流-力学(CTHM)耦合行为的能力和有效性。

非对称热渗流域多孔介质中的关键问题及研究方法

分析了在非对称热渗流域多孔介质中热渗流—力学耦合的几个典型问题 .根据Biot理论给出了在弹塑性多孔介质中热渗流—力学耦合问题的基本方程 ,论述了非对称域问题中热渗流方程的解耦形式 .讨论了热流体在多孔介质内的迁移、热渗透系数空间尺度效应、热渗流模型的物性系数及影响。

冻融作用下岩石损伤演化过程研究

冻融对寒区岩体工程的稳定性具有显著的影响,为探究冻融作用下的岩石损伤演化规律,建立了考虑岩石力学参数非均质性的岩石冻融损伤耦合作用本构模型,并开展了冻融作用下岩石损伤破裂过程模拟,模拟结果直观地再现了冻融作用下岩石裂纹的萌生、扩展、贯通过程。结果表明:冻融损伤对于岩石的损伤是一种由表及里的不可逆累积过程,揭示了冻融作用下岩石的应力场、变形及损伤演化规律,该模型可为冻融作用下的滑坡失稳灾害预测预警及灾害防治提供参考。