一、基于损伤理论的多孔介质动力解析（论文文献综述）
张旺轩[1]（2020）在《沥青路面材料在外荷载作用下的动水损害机理研究》文中研究说明动水损害作为沥青路面材料早期损害的一种,严重影响着路面使用的耐久性和舒适性。导致沥青路面材料发生水损害的相关因素有很多,主要包括沥青混合料本身的性能因素和外界环境的因素。至今,学者们对沥青路面动水损害机理的研究仍在不断进行之中,但对于动水损害的评价仍未形成统一标准。因此,研究清楚沥青路面材料的动水损害机理,有效分析沥青路面材料动水损害的过程就显得尤为重要。本文在总结国内外学者研究成果的基础上,主要以沥青路面材料为研究对象进行动水损害的研究。本文主要研究工作如下:（1）结合多孔介质多场耦合作用的理论框架,提出本研究的基本假设,建立动水损害的理论模型;基于该假设和简化的模型,在弹性力学范畴内推导动水损害时路面基体材料的应力平衡方程,并根据能量守恒定律和质量守恒定律建立起与动水损害过程相关的控制方程。（2）基于对动水损害过程的机理研究,结合有限元软件ABAQUS中发展较为成熟的内聚力模拟方法,建立路面材料动水损害的模型;根据模拟结果,分析计算数值的合理性,验证模型的有效性。（3）依据合理有效的动水损害建模方法,得出模型数值计算结果,分析模型在发生动水损害时裂缝内动水压力的大小以及裂缝宽度和裂缝周围应力变化的规律,说明动水损害时的特点。（4）以沥青路面材料的性能变化为切入点,改变动水损害模型的主要参数,研究不同断裂能、不同抗拉强度、不同模量、不同渗透系数以及不同工况的情况下对动水损害过程的影响,并分析产生这种影响的原因及规律。本文主要结论如下:（1）应力集中是道路材料发生动水损害并逐渐开裂的原因,越接近裂缝扩展尖端越容易出现超过材料强度的应力集中现象。应力越大的区域,受动水损害的影响就越严重。（2）裂尖应力集中所造成的动水破坏主要是因为水胀裂作用所产生的拉应力集中。当水体被挤入裂缝尖端,其所产生的拉应力大于材料的抗拉强度时,道路材料就会出现损伤,并逐渐形成裂缝,这也是动水损害裂缝得以持续扩展的原因。（3）增加材料的断裂能,会显着提高动水损害时裂缝内的动水压力大小,材料断裂能是影响道路动水损害过程中的重要参数;断裂能保持不变,增大材料的抗拉强度,会增加加载开始时的初始动水压力峰值,同时会使动水损害产生的裂缝宽度减小;材料断裂能和抗拉强度一定时,材料模量对动水压力大小有一定影响,但是对裂缝宽度影响较小;改变材料的渗透系数,对裂缝内的初始动水压力峰值大小略有影响,其值随着渗透系数的增大而减小。加载速率越大,每秒内被挤压入裂缝内的水体积越多,则裂缝宽度越大,裂缝长度越长,且裂缝扩展速率更快。
李卓徽[2]（2021）在《裂隙岩体渗流-应力耦合近场动力学模拟分析方法及应用》文中研究指明我国隧道与地下工程建设规模巨大,施工条件复杂,许多隧道均修建在强富水、高水压、强岩溶的地层环境中,多种地质灾害频发。在广泛的工程需求下,数值模拟成为研究地下工程灾害机理及灾变演化过程最重要的手段之一。近场动力学是目前求解不连续问题最先进的数值方法之一,特别适用于模拟连续-非连续问题。本论文立足于国家基础设施建设亟需开展的裂隙岩体流固耦合引起的灾害演化过程数值模拟分析,通过理论推导、数值模拟等手段,围绕近场动力学模拟裂隙岩体流固耦合亟需解决的基础难题展开研究,取得了一系列有益的研究成果。首先,在近场动力学尺度下,通过考虑物质点间键的塑性变形,并改进键处于塑性变形时对不同受力状态（加卸载）的响应,考虑了峰后加卸载路径对岩石力学行为的影响,提出适用于岩石材料的考虑压缩荷载条件下峰后阶段的微观弹塑性本构模型;采用了非均匀离散建模方法来表征岩体材料非均匀特性,解决了材料模拟压缩破坏过程中出现的“离散结构依赖性”,提高了数值模拟的精度。并通过岩石单轴压缩和循环加卸载试验验证了微观弹塑性本构模型的适用性与准确性。于此同时,开展了不同裂隙倾角条件下标准岩石试件单轴压缩试验破坏过程模拟,模拟结果与试验现象吻合良好。其次,基于普通态型近场动力学基本理论,从应变能密度角度,通过等效的方法,熟悉并推导了平面两类问题的普通态型近场动力学基本运动方程,并以此为理论基础,采用Drucker-Prager准则（DP）来构建普通态型近场动力学形式的岩石材料塑形屈服面,得出增量形式的普通态型近场动力学微观弹塑性本构;为提高计算效率,进一步开展了普通态型近场动力学与有限体积法耦合模拟分析方法研究,提出解决裂隙岩体流固耦合问题的数值计算方法,使用普通态型近场动力学求解位移场、等效应力场以及模拟裂缝扩展过程,有限体积法求解流体部分渗流场,并通过过渡层进行数据交换实现流固耦合。通过几个数值算例验证了该方法在流体驱动下模拟饱和裂隙孔隙介质中裂纹扩展的能力,表明了方法的正确性。最后,开展了泉域地下水分布和运移规律的研究,设置了等效孔隙介质模型和孔隙-裂隙双重介质模型两种计算模型,针对相同隧道埋深条件下隧道开挖对不同地下水位影响以及相同水位条件下不同隧道埋深开挖对地下水位影响分别开展了 10组工况模拟。得出结论:岩体裂隙发育情况对隧道开挖时围岩的损伤有主导作用,且当孔隙水压超过某一定值时,裂隙发育情况和孔隙水压将综合成为开挖时围岩损伤的主导因素。为轨道交通路线设计与隧道工程安全建设提供了有效的理论支撑。
赵仓龙[3]（2021）在《海水-TI饱和海床动力Green函数及海上桩承风机地震响应研究》文中指出动力Green函数是求解地震、波浪、交通荷载等动荷载作用下土体动力响应以及土-结构动力相互作用问题的基本解,也是采用边界元法进行数值计算的基础。近年来,海上风力发电、海上石油及可燃冰开采等海洋工程蓬勃发展,开展海洋环境下动力Green函数研究对求解土-海洋结构动力相互作用问题具有重要的理论价值。考虑到海床土在水平和竖直方向往往表现出各向异性的物理力学性质,将其视为横观各向同性饱和介质更符合实际地层情况。此外,近海风电场大多处于环太平洋地震多发区域,易遭受断层引发的强烈地震脉冲作用,为确保海上风机服役期间的安全性,有必要开展海水-海床-结构耦合效应下桩承风机系统的时域地震响应研究。基于以上背景,本文先从解析角度对海洋环境下海水-海床耦合模型的动力Green函数以及水中点源脉冲问题进行了理论研究,接着利用FLAC3D有限差分软件,对横观各向同性海床土中桩承风机地震响应特征进行数值分析。主要研究内容如下:（1）基于Biot波动理论及可压缩流体控制方程,将海床土视为有限厚的横观各向同性饱和多孔介质,建立了柱坐标系下海水-海床土竖向耦合振动理论模型;通过直接解耦,求得了土骨架位移-孔压形式（u-p）的波动方程,利用Hankel积分变换,结合海水自由表面、基岩表面处边界条件以及海床面连续性条件,求得了表面圆盘荷载、环形荷载以及点荷载作用下海水-海床耦合模型的稳态动力响应,讨论了海床土各向异性程度、频率、基岩埋置深度、海水深度、渗透系数及孔隙率等因素对动力Green函数的影响。（2）针对有限深海水、半空间海水和全空间海水三类情况,运用Fourier和Hankel积分变换求解点声源激发下海水波动方程,求得了Ricker小波脉冲作用下海水在变换域内的动水压力和竖向位移解答,借助留数定理求解逆变换奇异型积分,获得了海水在点源脉冲作用下的时域动力响应;此外,考虑水底柔性介质阻尼效应对入射波的吸收作用,进一步推导了水底柔性反射边界下点源脉冲的时域动力Green函数,分析了海水深度、声源位置、底部边界阻尼等因素下海水动力响应和声波传播特性。（3）利用FLAC3D有限差分软件,建立了地震波作用下横观各向同性饱和海床土中高承台斜群桩支承风机系统的数值分析模型,其中利用桩单元模拟群桩基础,梁单元模拟风机叶片,塔筒、机舱和轮毂分别采用变截面薄壁圆筒形、长方体形和半球形壳单元模拟,采用附加质量法计算地震引起的动水压力,在海床土底部沿水平方向施加基线校正后的实测Kobe地震波加速度时程,同时设置自由场边界减少波的反射干扰,研究了海床土各向异性程度、斜桩倾斜角度、桩径以及近断层脉冲效应等因素对海上风机地震响应的影响。
张莉[4]（2021）在《四川盆地典型富有机质页岩孔隙结构特征及页岩气渗流机理研究》文中认为随着全球能源结构向更低碳化方向转型,页岩气作为一种优质的清洁能源,在未来能源消费中将会扮演重要的角色。孔隙是页岩的关键组成部分,为页岩气提供存储空间和渗流通道,并且控制着页岩气的富集和运移过程。本文围绕页岩孔隙结构展开研究,主要探讨的问题为:页岩多尺度孔隙结构表征方法目前存在的问题是什么,又该如何解决?龙马溪组页岩作为目前我国四川盆地页岩气生产的主力层位,其孔隙结构特征是什么?与其相媲美的牛蹄塘组页岩产气率却较低,两套页岩孔隙结构的差异是什么?高-过成熟页岩孔隙结构发育的主控因素是什么?如何建立一套高效的数值模型来研究页岩气渗流机理?针对以上问题,本研究主要集中在四川盆地及其周缘地区下志留统龙马溪组和下寒武统牛蹄塘组两套页岩。通过有机地球化学分析、低压气体吸附法、二维/三维图像表征技术,以及计算机数值模拟,取得如下结论和认识:（1）提出一套适用于页岩的高精度纳米孔隙结构定量表征的可行方案。包括以下四个方面:合适的样品粒度范围为60～140目;可以根据样品成熟度指标来判断样品是否需要进行抽提,如果样品成熟度较低,试验前需要进行抽提,如果成熟度较高（Ro>2%）,则不需要进行抽提;吸附质选择CO2和N2组合或者CO2和Ar组合;模型方法选择泛密度函数理论（DFT）或者非局部泛密度函数理论（NLDFT）。（2）龙马溪组和牛蹄塘组页岩孔隙发育程度都很高,且龙马溪组页岩孔隙发育程度更高,连通性更好,尤其是局部连通性;两套页岩纳米孔隙结构的差异主要体现在微孔和小介孔上（即小于10 nm的孔隙）。对比龙马溪组和牛蹄塘组页岩可以发现,微孔及小介孔的数量、体积以及比表面积都随成熟度的增加而减少。（3）高-过成熟页岩中,微孔和小介孔的发育主要受有机质控制,并且与TOC呈正相关关系,其次受埋藏深度影响;同时,中介孔、大介孔和宏孔受有机质、矿物和埋藏深度等共同控制,在实际中需要根据具体的沉积环境和构造地质背景进行分析。（4）考虑页岩多尺度孔隙特征,本文提出了两种基于图像的页岩气渗流多尺度数值模型,即页岩全岩连续介质-孔隙网络模型和有机质超微观结构-孔隙网络模型。通过数值试验和实际问题的应用和验证,探讨了连续介质-孔隙网络模型的可靠性和使用价值;超微观结构-孔隙网络模型需要后续应用到真实页岩图像数据中,具有客观的研究前景。最后,对本论文的创新性进行了总结,并对未来的努力方向进行了展望。
高成路[5]（2021）在《隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法》文中指出突水灾害严重制约着我国隧道及地下工程建设向更高质量、更高效率迈进,成为交通强国战略目标实现道路上的一道阻碍。深入认识突水灾变演化过程及其灾变机理,是解决隧道施工安全防控难题的理论基础。近年来,随着计算机技术的飞速发展和数值分析方法的广泛应用,利用数值模拟手段解决工程建设难题、再现地质灾害演化过程、揭示灾变过程中关键信息演化规律逐渐成为了研究热点,也为科学认识隧道突水灾变演化过程提供了解决思路。本文以隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法为主要研究目标,针对隔水岩体在隧道开挖卸荷与地下水渗流综合作用下发生的渐进破坏过程,利用基于非局部作用思想的近场动力学方法,采用理论分析、数学推导、程序研发、算例验证以及工程应用等手段,通过将近场动力学在模拟固体材料连续-非连续变形损伤与地下水渗流两方面的优势相结合,建立了描述流体压力驱动作用下裂隙岩体流-固耦合破坏过程的近场动力学模拟分析方法,并提出了描述隧道开挖卸荷效应的物质点休眠法与三维高效求解的矩阵运算方法,构建了考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法,成功应用于典型岩溶隧道突水灾变过程模拟,揭示了不同影响因素对隔水岩体渐进破坏突水灾变演化过程的影响规律,为隧道突水等相关地质灾害的预测预警及安全防控提供了重要的研究手段。（1）岩体往往是由节理裂隙等不连续结构面切割而成的岩块构成的,存在明显的不连续变形特征。据此,通过引入描述节理裂隙强度弱化效应的折减系数建立了节理裂隙岩体强度折减本构模型,通过引入反映物质点不可压缩效应的短程排斥力和反映材料非均质特性的Weibull分布函数建立了描述材料在压缩荷载作用下发生非均匀破坏的近场动力学基本控制方程,并且自主研发了基于矩阵运算的三维近场动力学高效求解方法和程序,实现了近场动力学在节理裂隙岩体压缩破坏过程中的有效模拟。（2）裂隙岩体流-固耦合破坏机制是隧道岩体破坏突水灾变演化过程模拟的关键。据此,基于近场动力学非局部作用思想,建立了模拟地下水渗流的等效连续介质、离散裂隙网络介质以及孔隙-裂隙双重介质近场动力学模拟方法,结合有效应力原理,提出了反映固体材料变形破坏与地下水渗流耦合作用的物质点双重覆盖理论模型,建立了模拟裂隙岩体水力压裂过程的近场动力学流-固耦合模拟方法,揭示了裂隙岩体水力压裂过程中应力-渗流-损伤耦合作用机制。（3）开挖卸荷是诱发隧道围岩损伤破坏及突水的主要原因,目前近场动力学方法尚未在岩土工程领域广泛应用,且缺乏描述围岩卸荷过程的理论与方法。据此,提出了模拟隧道开挖卸荷效应的物质点休眠法,通过与工程现场观测数据及前人研究结果进行对比,验证了该方法在模拟隧道开挖损伤区演化规律方面的有效性和可靠性,进而建立了考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法,实现了应力-渗流耦合作用下节理地层隧道开挖损伤区分布位置及形态的有效预测,为隧道施工过程岩体破坏突水灾变模拟提供了有效的数值方法。（4）隧道岩体破坏突水是不良地质构造与地下工程活动综合作用下发生的一种典型的连续-非连续动态变化过程,对数值模型的建立和求解提出了更高的要求。据此,应用自主研发的基于矩阵运算的考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法及程序,依托歇马隧道典型溶洞突水案例,实现了模型试验尺度岩溶隧道施工过程中隔水岩体在开挖卸荷与地下水渗流综合作用下,开挖损伤区与渗透损伤区接触-融合-贯通直至突水通道形成的全过程模拟。（5）岩溶隧道突水灾变机理十分复杂,正确认识突水灾变发生条件与影响规律是突水灾害防控的基础。据此,依托歇马隧道工程实例,开展了工程尺度岩溶隧道突水灾变过程模拟,通过对比分析不同影响因素条件下隔水岩体渐进破坏与突水通道形成过程,揭示了溶洞发育规模、溶洞水压力、围岩材料性能和隧道埋深等因素对突水灾变过程的影响机制,通过防突结构最小安全厚度和突水防控措施分析,为岩溶隧道突水灾害预测预警及安全防控提供了科学指导。（6）近场动力学凭借其模拟材料损伤破坏的独特优势,在岩土工程领域拥有巨大的应用潜力,但是目前尚无成熟的数值仿真软件推广应用。据此,基于自主研发的考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法及程序,利用C++与Matlab混合编程技术,开发了具有自主知识产权的界面友好、操作方便、扩展性强的适用于岩土工程问题的专业数值仿真软件——近场动力学工程仿真实验室（PESL）,为近场动力学在岩土工程及其他领域的推广应用提供了借鉴。
刘聪[6]（2021）在《隧道充填结构渗流-侵蚀-应力耦合失稳突水的DEM-SPH模拟分析方法》文中进行了进一步梳理随着国家基础设施建设的蓬勃发展和“一带一路”宏伟战略实施,交通路网以及水电项目向遍布崇山峻岭的西部地区纵深拓展,我国已成为世界上隧道建设规模与难度最大的国家。隧道修建规模和难度不断增大,数量不断增多,修建过程中突水灾害频发,已经成为制约隧道与地下工程安全建设的世界级难题。根据渗流通道与隔水阻泥结构的不同,可以将隧道突水灾害划分为两大类型:裂隙岩体渐进破坏诱发突水和充填结构渗透失稳诱发突水。其中充填结构失稳突水是指隧道施工中遭遇到宽大裂隙、断层破碎带、岩溶管道等充填结构,内部介质在施工扰动和地下水渗流作用下失稳涌入隧道而诱发突水灾害,该类突水更易形成瞬间喷薄式高压大体量突水灾害,灾变演化机理犹为复杂。本文以隧道充填结构渗流-侵蚀-应力耦合失稳突水模拟分析方法为研究主题,深入研究了地下水渗流和水力侵蚀作用下充填介质体强度弱化进而诱发突水灾变演化机理,提出 了基于 DEM-SPH（Discrete Element Method-Smoothed Particle Hydrodynamics）的两相介质流-固耦合模拟分析方法,取得了一系列具有理论意义和应用价值的研究成果,并依托永莲隧道断层突水突泥、尚家湾隧道岩溶管道突涌水以及引松供水工程TBM隧洞突涌水等典型案例开展了三维隧道充填结构突水突泥灾害演化数值模拟,取得了良好的效果。主要研究成果如下:（1）基于隧道充填结构骨架颗粒-侵蚀细颗粒-地下水三相物质组成假定,推导了考虑水压力作用的多孔介质骨架弹塑性变形控制方程,引入可以同时考虑法向力（压）和剪切力作用的Hyperbolic屈服破坏模型,建立了充填结构骨架介质屈服破坏准则。基于细观尺度颗粒受力平衡分析,推导了细颗粒侵蚀发生的临界水力条件,引入了细颗粒侵蚀速率控制方程和水力侵蚀弱化因子的概念,推导了细颗粒侵蚀作用下骨架孔隙率和渗透率演化控制方程,建立了可以定量表征粘聚力和抗拉强度与细颗粒侵蚀之间弱化关系的充填介质水力侵蚀弱化本构模型。同时引入了可以描述从侵蚀初期至失稳破坏全过程的双曲型流体粘度演化本构模型,建立了泥水混合流体非线性动力学控制方程。最后,从地下水渗流、细颗粒侵蚀、骨架颗粒应力变形的三场耦合角度出发,阐明了“充填体孔隙率增大、介质粘结强度弱化、混合流体粘度变大”的充填结构失稳“三变”演化过程,系统地揭示了充填结构渗流-侵蚀-应力耦合失稳诱发突水突泥灾变演化机理。（2）基于颗粒离散元基本原理,引入了超二次曲线型颗粒形状表征方法及其配套接触检测算法,实现了岩土类材料真实颗粒形状的准确模拟。在第二章充填结构渗流-侵蚀-应力耦合失稳“三变”演化机理的基础上,开发了离散元颗粒粘结水力侵蚀软化本构模型,并通过自主编程,将其嵌入现有离散元模拟方法中,建立了基于DEM的岩土体侵蚀软化模拟分析方法。通过开展了岩土材料三轴压缩、直接剪切等数值试验,研究分析了不同水力侵蚀作用下材料宏观强度的影响规律。（3）根据泥水混合物非牛顿流动特性,引入了双曲线型非线性流体粘度流变模型,定量地描述了混合流体动力粘度随细颗粒侵蚀率之间的变化关系。通过自主编程将该混合流体变粘度流变本构模型嵌入现有的SPH计算程序中,开展了经典的二维方腔剪切流、流体溃坝过程模拟以及流体溃决对刚性圆柱体的冲击过程数值试验,验证了现有程序的有效性,实现了混合流体变粘度流动演化过程模拟分析,为隧道突水过程中地下水真实流态演化的提供了模拟方法。（4）针对充填结构中岩土介质和地下水两相物质组成特点,建立了分别由DEM方法模拟岩土固体介质力学变形和破坏过程、由SPH方法模拟多孔介质中地下水流态演化过程的两相介质耦合模型,同时引入适用于大尺度粒子类流-固耦合问题高效模拟的双向耦合不求解策略,形成了基于DEM-SPH方法的两相介质流-固耦合模拟分析方法。针对复杂工程模型流-固耦合模拟,提出了复杂数值模型构建方法、基于Linux集群的混合并行加速算法和三维可视化处理技术,开展了隧道充填结构失稳诱发突水涌泥过程数值模拟,研究了不同充填固体分数、颗粒尺寸、流体粒子间距以及耦合网格尺寸等条件下泥水混合物流动速度、堆积演化状态。（5）依托江西吉莲高速永莲隧道富水断层破碎带突水突泥灾害、湖北保宜高速尚家湾隧道充填岩溶管道突涌水灾害和吉林引松供水工程3#TBM隧洞突涌水灾害等典型充填结构突水突泥灾害案例,采用本文提出的基于DEM-SPH的充填结构两相介质耦合模拟分析方法,开展三维充填结构失稳诱发突水灾变演化过程数值模拟。深入分析了突水（突泥）灾害发生过程中固体和流体介质的演化状态以及它们流动速度变化规律,监测并记录了关键监测断面处固体和流体突水涌泥流量（质量）的变化。最后,针对TBM隧洞掘进突水涌泥案例,分析了 TBM掘进机刀盘所承受的突水涌泥冲击力变化和刀盘扭矩变化,以数值模拟成功地诠释了现场施工中由于突水涌泥灾害发生造成TBM掘进机刀盘卡顿、无法正常工作的现象。
黄奕斌[7]（2021）在《寒区中深层同轴换热传热机制及热储强化研究》文中研究表明能源始终是人类赖以生存的动力源泉和社会发展的关键因素,随着科技发展和工艺提升,以煤炭和石油为主导的传统能源结构开始向非化石能源转型,其中可再生能源的利用率逐年上升,将在改善生态环境、缓解能源危机、促进能源安全使用等方面发挥重要作用。作为分布广、储量大和环境友好的地热能,近年来在勘查-开发-利用-评价-保护等方面取得了长足发展,并且相比于其他可再生能源,地热能在稳定性、因地制宜性、梯级利用方面具有较大的优势。浅层地温能容易开发利用,但热品质较低;深部地热资源热品质较高,但开发困难且成本高;同时水热型地热资源面临回灌难及水质污染等问题;而中深层岩土体热量兼顾高、低品质热资源优势,通过同轴换热器以“取热不取水”的模式开采,可以有效实现资源-环境可持续化发展。基于上述需求,本文围绕寒区冬季清洁供暖问题,以中深层同轴换热器热开采、射孔和局部刺激热储强化为研究内容,主要从理论分析、现场监测、室内试验和数值模拟相结合等方法深入展开。首先,从“源、储、盖、通”四个层面对中深层同轴换热开展可行性分析,表明研究区中深层地热资源禀赋优良。采用分布式光纤温度传感器、热电阻和超声波流量计,对同轴换热器全深度实时监测,开展地温特征和流体温度时空演化研究。同时考虑非供暖期和间歇运行模式,分析岩土体温度动态响应过程。结果表明,研究区平均地温梯度为0.0507℃/m,大地热流值可以估算为126.75m W/m2,首个非供暖期热恢复率可达96.96%。同轴换热器初始阶段运行的系统性能系数可达8.04,间歇期的性能系数可达6.14。环空流体温度在运行期间呈非线性演化,而在停歇期呈与地温特征类似的线性增加。其次,根据同轴换热器现场监测数据,建立同轴换热有限元数值模型,基于传热理论和热阻分析,开展采热强度、换热器组成属性、热储特征和循环流速对流体温度演化和岩土体温度动态响应机理研究。结果表明,管内流体处于湍流状态,较大的热负荷不利于系统长期运行和热恢复。增加外管及降低内管的热导率可以提高系统热性能,降低内管及增加外管的半径可以提高热产出。增大内管半径可以降低压力降和雷诺数,进而减少泵功耗。高导热水泥可以降低热阻,提高热产出。在热开采过程中,岩土体与流体之间的传热在钻孔附近被强化。高热导率、致密、较深的地层对于提高系统热性能更加有利。间歇运行模式中运行时间越长,停歇时间越短,对系统热性能及岩土体热恢复越不利。浅层岩土体与流体的热传导是反向的,深部岩土体中热影响范围随深度增加而扩大,运行20a后井底周围受影响区域可达近50m。然后,采用射孔技术对封闭式同轴换热器进行热储强化,开展流体在岩石通道内部的流动和传热试验研究,并对多通道岩样开展弹性波速和单轴抗压强度试验,分析通道效应对传热过程和力学损伤的影响机理。结果表明,流体在1～5孔时主要表现为非线性流动,在7～13孔时主要以达西流动为主,通道的孔径和数量增加可以使压力降减小,提高平均对流换热系数,雷诺数和岩石温度的增加可以强化传热。岩样纵波波速介于2.1～2.8km/s之间,横波波速介于1.2～1.5km/s之间,多通道岩样动弹性模量介于6.8～10.5GPa之间,动泊松比介于0.26～0.31之间,且平均波速、弹性模量和泊松比均随着通道数量的增加而降低。岩样的应力-应变曲线呈现压密、线弹性、塑性屈服和应变软化四个阶段,遵循稳定型破坏展布规律。通道数量的增加会显着降低单轴抗压强度。岩样主要以张拉裂纹为主,呈现典型的柱状劈裂破坏。最后,在射孔形成通道的基础上采用局部刺激法进一步热储强化,针对热储等效为多孔介质,开展对流传热试验研究。结果表明,流体在多孔介质中以非线性流动,渗流阻力主要由惯性力提供,压力降随着雷诺数、温度和围压的升高分别增加、降低和增加。升高雷诺数、颗粒温度和围压可以强化传热性能。针对热储为离散裂隙介质,根据JRC节理粗糙度系数和3D打印技术制备粗糙裂隙岩样,考虑支撑剂对渗流和传热的影响,开展渗流传热试验和模型研究,分析粗糙特征对渗流和传热的影响机制。结果表明,增加围压将显着降低流体流速和水力开度,渗流试验中的开度处于毫米级别,支撑剂可以使等效水力开度提升1倍。增加轴向粗糙度将阻碍流体流动,径向粗糙度形成的凸起更容易发生渗流优势路径。升高温度使裂隙导流能力降低,支撑剂使粗糙裂隙面受力不均并容易产生破损。高流速使岩石温度迅速降低,温度和流速的增加可以提高采热率。粗糙度及其方向性对换热性能有较大影响,轴向粗糙度的凸起使流体发生湍流作用而强化传热。径向粗糙度形成的渗流优势路径会降低换热性能。裂隙壁面温度沿着轴向距离逐渐升高,壁面上的冷锋形状为锯齿状。粗糙度形成的表面特征会影响流速分布,对局部换热性能产生影响。本文研究成果可为推广利用中深层同轴换热及热储强化取热提供理论指导和技术支撑。
李承轩[8]（2021）在《页岩水力压裂裂纹扩展规律的近场动力学理论研究》文中进行了进一步梳理水力压裂是目前页岩气开采的有效体积处理技术,目的是形成裂隙网络以改变气体渗流路径。该技术的有效性受页岩储层非均质性、层理特性和地应力的影响,使得裂纹扩展路径复杂且多样。因此,为了提高页岩气产量实现有效开采,需要建立一种有效的数值模拟方法,研究这些因素对水力压裂裂纹扩展的影响。近场动力学作为一种非局部理论,通过空间积分形式描述不连续变形体的变形特征,为研究断裂和裂纹扩展问题提供一个新的理论方法。本文对页岩储层水力压裂过程进行近场动力学理论分析和数值模拟,研究层理倾角与地应力状态对页岩储层水力压裂裂纹的形成和扩展影响并揭示内在机理,得到如下研究成果:（1）建立近场动力学流-固耦合理论模型。通过法向键与切向键替换键基近场动力学中运动方程的本构力函数,从而定量表征质点间“键”的变形特征,避免了“泊松自锁”现象。再引入相应的压力键,描述流体在多孔介质中的运移特性。最后将多孔弹性理论与非局部理论相结合,建立多孔介质流-固耦合的非局部等效模型。该研究结果为水力压裂数值模拟提供分析理论基础。（2）推导含法向键与切向键的近场动力学断裂判据。从应变能密度与能量释放率角度,定量表征裂纹扩展过程中的能量转化,并结合J积分原理,推导出裂纹张开位移与能量释放率之间的对应关系,并扩展到非局部理论,建立含法向键与切向键的近场动力学断裂判据。对三点弯曲梁试验中不同层理面倾角页岩试件的裂纹扩展路径分析,用损伤累积曲线与位移加载曲线之间的关系验证该断裂判据的正确性。该研究结果为模拟水力压裂裂纹形成和扩展提供近场动力学断裂判据。（3）建立三点弯曲数值模型与层状页岩储层水力压裂数值模型,揭示层状页岩储层在复杂应力条件下裂隙网络的形成规律。通过数值离散化处理,建立近场动力学数值模型。对比页岩三点弯曲试验结果,验证固体变形方程与断裂理论的准确性。通过五点法井网模型与Terzaghi固结问题分别验证了渗流扩散方程与流-固耦合方程的准确性。水力压裂模拟结果显示:当地应力差越大时,层理面倾角的改变对损伤影响越明显。水平地应力增加,使得储层破裂压力呈现增长趋势。当水平地应力较低时,层理倾角对储层裂纹扩展的影响显着;而当水平地应力较大时,储层裂纹扩展将变得十分困难,此时裂纹萌生于井口附近且延着层理方向呈放射状扩展。
曲桢[9]（2020）在《非均匀介质及岩土结构中的弹性波理论研究》文中研究表明固体介质中弹性波动问题的研究,一直以来都对帮助人们更准确的理解介质的材料特性与几何性质有着重要的理论意义。在均匀介质假设前提下,对各类单相及多相介质的弹性波动问题的研究已经日益成熟和完善。然而在一些工程应用领域,采用梯度渐变模型更能准确的刻画材料的非均匀性。因此,在弹性波及动力学响应问题中,需进一步深入研究非均匀性的影响。本文通过总结和综述各类介质中弹性波传播的基本理论、方法,尝试通过幂级数法和特殊函数法求解弹性、饱和及非饱和非均匀介质中的波动方程。分别研究了柱状弹性介质的表面损伤问题,Love波在饱和土介质中的传播特性问题,SH波在具有指数型变化的非均匀非饱和土介质中圆形孔洞周围的动应力集中问题,以及具有非整数幂次体积分数的功能梯度材料板中的Lamb问题。本文研究的主要内容可以概括为以下四个方面:1、分析了环向SH波在具有表面损伤的弹性柱中的传播问题,推导了柱坐标下非均匀弹性介质中的环向SH波控制方程,并通过特殊函数法与幂级数方法求解了变系数微分控制方程,讨论了介质非均匀性对环向SH波传播特性的影响,为带表面损伤的柱状结构的无损检测提供理论依据。2、基于Biot理论,类比功能梯度材料中波动问题的研究思想,分析了非均匀层状饱和土介质中的Love波传播问题,引入了表明土介质非均匀性的参数——梯度系数,建立了结构中Love波传播的变系数微分控制方程。通过幂级数方法得到了控制方程的级数解。讨论了梯度系数与Love波频散特性之间的关系,以及梯度系数对于Love波衰减特性的影响。3、基于Bishop有效应力理论的非饱和多孔介质本构关系,推导了非饱和多孔土介质中弹性波波动控制方程,分析了材料参数具有指数函数变化规律下的非均匀非饱和多孔土介质半空间中的SH波传播问题。利用镜像法和坐标变换法,讨论了不同均匀性、不同饱和度条件下,非均匀非饱和土半空间中圆形孔洞的SH波散射及动应力集中问题。4、基于弹性动力学理论,分析了具有非整数幂次体积分数的功能梯度材料板中的Lamb波传播特性问题。建立了变系数微分控制方程,通过变量替换法与泰勒级数展开法给出了控制方程的级数解。讨论了Lamb波的频散现象与非整数幂次的功能梯度介质中非均匀性之间的关系,研究了Lamb波频散的梯度特性。验证了幂级数方法对于非整数幂次问题求解的有效性。本文分析了弹性波在具有不同结构和材料性质的非均匀介质与土介质中的传播和散射特性。利用幂级数方法求解了具有变系数的波动控制微分方程,研究了介质非均匀性及饱和度对弹性波传播特性的影响。本文的相关结果丰富了弹性波在各类介质与结构,尤其是非均匀、非饱和土介质中传播的基本理论,探索了合理高效的波动方程求解方法,为非均匀介质及非饱和土介质中的无损检测及物探提供了进一步的理论依据,具有一定的实际应用价值。
陶静[10]（2020）在《液氮预注后页岩压裂的损伤破裂机理研究》文中提出页岩气储层的无水压裂技术可以有效解决水基压裂液造成的水锁效应和环境污染问题。针对我国页岩气储层黏土含量较高且主要分布在干旱缺水地区的特点,在现有氮气压裂技术研究的基础上,通过液氮预注来改善压裂效果,从而提高页岩气产量。本文综合采用试验研究、理论分析和数值模拟等方法对液氮预注后氮气压裂过程中页岩的损伤演化规律和破裂机理进行了系统研究,主要得到如下结论:（1）通过单轴压缩、劈裂拉伸和渗透性试验,研究了层理对页岩物理力学特性的影响,同时考虑液氮的冷却作用,研究了不同储层温度下页岩试样液氮作用后的拉伸、压缩特性和渗透率演化规律。结果表明:层理分布对页岩的抗压、抗拉强度、渗透率和破坏形式有较大的影响;液氮冷却作用后页岩弹性模量和拉压强度随温差增大近似呈指数下降,而渗透率随温差的增大近似呈指数增加,增大幅度达3个量级。（2）研制了高温高压三轴液氮辅助压裂实验系统,可实现高温高压三轴条件下页岩试样液氮预注后的氮气压裂实验,并研究了液氮预注时间、岩样温度和围压等对破裂压力的影响。结果表明:液氮预注能较大幅度的降低氮气压裂的破裂压力,最大降低幅度达65%;破裂压力随液氮注入时间和岩样温度的增加近似呈指数下降,而随着围压的增大近似呈线性增大。（3）借助于三维数字扫描系统,对试样破裂面进行三维重构,得到了破裂面的形貌特征,分析得到液氮注入后试样破裂面粗糙度明显增加,粗糙度提高表明岩样内部裂纹发育更加充分,所产生的裂隙空间能够连通更多的孔隙结构。借助于电镜扫描系统,得到了压裂岩样断口的细观形貌特征,温度应力引起的断口形貌特征表明液氮冷却作用下岩样内部裂纹萌生和扩展,从而强度降低,以致氮气压裂时所需的压力降低。其中,层状撕裂断口的出现是破裂面粗糙度增大的主要原因。（4）将页岩气储层氮气压裂视为应力场、渗流场及温度场的全耦合作用过程,建立了相应的热-流-固耦合模型,该模型考虑了液氮冷却作用下温差和热膨胀系数非均质性导致的温度应力及氮气的密度、粘度随温度和压力变化的特点。依据损伤对岩石弹模、热传导系数和强度的弱化作用及孔隙率和渗透率的增强作用,建立了考虑围岩损伤演化作用的钻孔围岩热-流-固耦合数值模型,并实现了钻孔围岩液氮预注后氮气压裂的数值求解,将数值计算结果与理论解、试验结果进行比较,有较好的印证性。（5）基于建立的热-流-固-损伤耦合数值计算模型,对液氮预注后不同储层条件下页岩氮气压裂的损伤演化规律进行了系统的研究。结果表明:液氮的注入使得钻孔围岩形成一系列沿层理的平行拉伸裂纹,当注入氮气压裂时,液氮冷却作用引起的裂纹在氮气的驱动下继续向前扩展,从而形成多条贯穿的主裂纹;液氮的注入时间主要影响损伤破坏范围,液氮的注入速度主要影响损伤破坏程度,而储层的温度对损伤破坏程度和范围均有较大影响。此外,地应力状态和层理倾角对压裂过程中裂纹的扩展方向有较大的影响。该论文有图151幅,表20个,参考文献223篇。
二、基于损伤理论的多孔介质动力解析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于损伤理论的多孔介质动力解析（论文提纲范文）
（1）沥青路面材料在外荷载作用下的动水损害机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 动水损害的机理研究 |
| 1.2.1 孔隙对动水损害的影响 |
| 1.2.2 水扩散方式对动水损害的影响 |
| 1.2.3 粘附理论对动水损害的解释 |
| 1.3 国内外仿真研究现状 |
| 1.3.1 国外动水损害模拟的研究现状 |
| 1.3.2 国内动水损害模拟的研究现状 |
| 1.4 动水损害的实验方法 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 1.5.1 本文研究的重点和创新点 |
| 1.5.2 本文研究的逻辑思路 |
| 2 动水损害过程中的基本力学理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 多孔介质理论 |
| 2.2.1 多孔介质多场耦合的理论构架 |
| 2.2.2 多孔介质理论与本研究的结合 |
| 2.3 弹性力学基础 |
| 2.3.1 应力平衡方程 |
| 2.3.2 功的表示推导 |
| 2.4 裂缝内动水损害控制方程 |
| 2.4.1 基体平衡方程 |
| 2.4.2 裂缝内流体流动方程 |
| 2.4.3 基体孔隙渗流应力平衡方程 |
| 2.4.4 基体孔隙渗流质量守恒方程 |
| 2.5 断裂力学基础 |
| 2.5.1 应力强度因子 |
| 2.5.2 沥青混合料的断裂特征 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 动水损害模型的建立与验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 内聚力法 |
| 3.2.1 内聚力法的基本概念 |
| 3.2.2 内聚力模型有限元基本理论 |
| 3.3 内聚力模型本构关系 |
| 3.3.1 双线性内聚力模型 |
| 3.3.2 内聚力模型的损伤准则 |
| 3.4 模型材料相关参数 |
| 3.5 动水损害模型的建立 |
| 3.5.1 定义内聚力单元属性 |
| 3.5.2 车辆荷载的模拟 |
| 3.5.3 网格划分与单元类型 |
| 3.6 动水损害模型的验证 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 动水损害模型的结果分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型动水压力变化分析 |
| 4.3 模型裂缝宽度变化分析 |
| 4.4 模型应力变化分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 动水损害模型参数及工况分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料断裂能影响 |
| 5.2.1 断裂能对动水压力的影响 |
| 5.2.2 断裂能对裂缝宽度的影响 |
| 5.3 材料抗拉强度影响 |
| 5.3.1 抗拉强度对动水压力的影响 |
| 5.3.2 抗拉强度对裂缝宽度的影响 |
| 5.4 材料模量影响 |
| 5.5 材料渗透系数影响 |
| 5.6 不同工况模拟分析 |
| 5.6.1 动水压力及裂缝宽度变化分析 |
| 5.6.2 应力变化分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士学位期间发表的论文和出版着作情况 |
（2）裂隙岩体渗流-应力耦合近场动力学模拟分析方法及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 近场动力学理论研究现状 |
| 1.2.2 流固耦合理论研究现状 |
| 1.2.3 流固耦合数值模拟研究现状 |
| 1.3 目前研究存在的问题 |
| 1.4 主要内容与创新点 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 创新点 |
| 1.4.3 技术路线 |
| 第二章 键型近场动力学微观弹塑性本构模型 |
| 2.1 键型近场动力学理论 |
| 2.1.1 基本理论 |
| 2.1.2 现有键型近场动力学本构模型 |
| 2.2 键型近场动力学微观弹塑性本构模型 |
| 2.2.1 基本理论 |
| 2.2.2 模型离散化方法 |
| 2.2.3 程序实现 |
| 2.3 微观弹塑性本构模型应用与验证 |
| 2.3.1 岩石单轴压缩试验 |
| 2.3.2 岩石循环加卸载试验 |
| 2.3.3 预制单裂隙岩石单轴压缩试验 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 态型近场动力学微观弹塑性本构模型理论 |
| 3.1 态型近场动力学理论 |
| 3.1.1 基本概念 |
| 3.1.2 普通态型近场动力学基本理论 |
| 3.1.3 二维平面应变问题 |
| 3.1.4 二维平面应力问题 |
| 3.2 态型近场动力学微观弹塑性本构模型 |
| 3.2.1 基本理论 |
| 3.2.2 程序实现 |
| 3.3 微观弹塑性本构模型应用与验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 近场动力学与有限体积法耦合计算方法 |
| 4.1 有限体积法概述 |
| 4.2 近场动力学与有限体积法耦合理论 |
| 4.2.1 固体模块计算 |
| 4.2.2 流体模块计算 |
| 4.2.3 耦合计算方案 |
| 4.2.4 程序开发实现 |
| 4.3 流固耦合模拟应用与验证 |
| 4.3.1 多孔介质渗流模拟 |
| 4.3.2 流体驱动的裂缝扩展模拟 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 泉域地铁修建与地下水渗流相互影响规律 |
| 5.1 工程概况 |
| 5.1.1 地形地貌 |
| 5.1.2 区域水文地质条件 |
| 5.2 泉域地铁修建对地下水渗流影响规律分析 |
| 5.2.1 计算模型建立 |
| 5.2.2 计算工况设置 |
| 5.2.3 模拟结果分析 |
| 5.3 泉域地铁修建与裂隙岩体渗流-应力耦合模拟 |
| 5.3.1 计算模型建立 |
| 5.3.2 计算工况设置 |
| 5.3.3 模拟结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间参与的科研项目 |
| 在读期间发表的论文 |
| 在读期间申请的专利 |
| 在读期间获取的奖励 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（3）海水-TI饱和海床动力Green函数及海上桩承风机地震响应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与选题意义 |
| 1.2 饱和多孔弹性介质动力响应的研究现状 |
| 1.3 横观各向同性地基动力响应的研究现状 |
| 1.4 流体声源-饱和多孔介质耦合动力响应研究现状 |
| 1.5 海上桩承风机地震响应研究现状 |
| 1.5.1 桩基础地震响应研究现状 |
| 1.5.2 水下结构动水效应研究现状 |
| 1.5.3 海上风机地震响应研究现状 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第二章 表面荷载作用下海水-海床中动力Green函数研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 计算模型 |
| 2.3 控制方程 |
| 2.3.1 流体控制方程 |
| 2.3.2 海床土控制方程 |
| 2.4 方程的求解 |
| 2.4.1 横观各向同性饱和海床土动力响应 |
| 2.4.2 海水动力响应 |
| 2.5 Green函数的确定 |
| 2.5.1 边界条件 |
| 2.5.2 三种不同的荷载作用形式 |
| 2.5.3 不同荷载形式的Green函数 |
| 2.6 算例分析 |
| 2.6.1 解的退化与验证 |
| 2.6.2 竖向圆盘荷载作用下参数影响分析 |
| 2.6.3 竖向环形荷载/点荷载作用下参数影响分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 点声源脉冲作用下海水时域响应研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算模型 |
| 3.3 海水控制方程 |
| 3.4 方程的求解 |
| 3.4.1 海水控制方程的求解 |
| 3.4.2 有限深海水动力响应 |
| 3.4.3 半空间海水动力响应 |
| 3.4.4 全空间海水动力响应 |
| 3.4.5 水底柔性反射边界下海水动力响应 |
| 3.4.6 波场特征分析 |
| 3.5 算例分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 横观各向同性海床土中斜群桩支承风机地震响应研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 高承台斜群桩支承海上风机模型的建立 |
| 4.2.1 风机模型建立 |
| 4.2.2 海床土材料本构模型 |
| 4.2.3 海水层动水压力模拟 |
| 4.2.4 地震波施加及阻尼设置 |
| 4.3 群桩基础内力包络图及叶片位移时程 |
| 4.4 海床土各向异性程度影响分析 |
| 4.4.1 弹性模量比的影响 |
| 4.4.2 剪切模量比的影响 |
| 4.5 群桩影响因素分析 |
| 4.5.1 斜桩倾斜度的影响 |
| 4.5.2 桩径的影响 |
| 4.6 近断层脉冲效应对风机地震响应的影响 |
| 4.6.1 近断层脉冲型地震波的选取 |
| 4.6.2 近断层脉冲型地震波作用下风机地震响应 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间研究成果 |
| 致谢 |
（4）四川盆地典型富有机质页岩孔隙结构特征及页岩气渗流机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 页岩气勘探开发概述 |
| 1.1.1 国外页岩气勘探开发概述 |
| 1.1.2 我国页岩气勘探开发概述 |
| 1.2 页岩孔隙结构研究进展 |
| 1.2.1 孔隙结构表征方法 |
| 1.2.2 多尺度孔隙结构特征研究 |
| 1.2.3 孔隙发育的控制因素 |
| 1.3 页岩气渗流模拟研究进展 |
| 1.3.1 孔隙空间重构 |
| 1.3.2 页岩气渗流数值模拟 |
| 1.4 研究意义和研究内容 |
| 1.4.1 研究目的与意义 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 1.4.3 研究思路与技术路线 |
| 1.5 完成的工作量 |
| 第2章 页岩多尺度孔隙结构的定量表征 |
| 2.1 低压气体吸附理论 |
| 2.2 计算孔隙结构参数的模型方法 |
| 2.2.1 BET方法 |
| 2.2.2 t-plot和 α_s-plot方法 |
| 2.2.3 D-R和D-A方法 |
| 2.2.4 BJH方法 |
| 2.2.5 DFT和 NLDFT方法 |
| 2.2.6 不同模型方法的选择 |
| 2.3 样品粒度对低压气体吸附的影响 |
| 2.4 N_2与Ar等温吸附曲线的差异 |
| 2.5 高精度纳米孔隙结构表征方法的建立及应用 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 四川盆地及其周缘地区页岩孔隙结构特征 |
| 3.1 研究区地质概况 |
| 3.2 牛蹄塘组和龙马溪组页岩有机地球化学特征 |
| 3.3 牛蹄塘组和龙马溪组页岩孔隙结构特征 |
| 3.4 龙马溪组和牛蹄塘组页岩二维图像分析 |
| 3.5 页岩孔隙结构的三维图像分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 高-过成熟度页岩纳米孔隙发育的控制因素 |
| 4.1.1 有机质和矿物的影响 |
| 4.1.2 埋藏深度的影响 |
| 4.2 大孔(10 nm~200 nm)发育的主控因素 |
| 4.2.1 有机质和矿物的影响 |
| 4.2.2 埋藏深度的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 页岩气渗流机理研究及基于图像的数值模拟 |
| 5.1 多孔介质渗流基本理论 |
| 5.1.1 分子动力学模型 |
| 5.1.2 稀薄气体渗流模型 |
| 5.1.3 连续介质渗流模型 |
| 5.1.4 达西尺度渗流模型 |
| 5.2 基于图像的页岩气多尺度渗流模拟 |
| 5.2.1 传统模型及其适用性 |
| 5.2.2 页岩气渗流多尺度耦合模型 |
| 5.3 页岩气高效数值模拟的应用 |
| 5.3.1 模型验证 |
| 5.3.2 页岩全岩生气模拟 |
| 5.3.3 有机质生气模拟 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 主要成果和认识 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.2 选题依据与目的 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 隧道突水突变机理 |
| 1.2.2 突水灾变演化过程模拟方法 |
| 1.2.3 近场动力学在岩土工程中的应用 |
| 1.2.4 研究现状发展趋势与存在问题 |
| 1.3 主要内容与创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 创新点 |
| 第二章 基于矩阵运算的裂隙岩体三维近场动力学模拟 |
| 2.1 近场动力学基本理论 |
| 2.1.1 连续-非连续模拟的非局部作用思想 |
| 2.1.2 常规态型近场动力学模型 |
| 2.1.3 动态/静态问题数值求解方法 |
| 2.2 节理裂隙岩体强度折减本构模型 |
| 2.2.1 基于强度折减理论的岩体本构模型 |
| 2.2.2 岩体本构模型参数确定方法 |
| 2.3 非均质岩体材料压缩破坏模拟 |
| 2.3.1 岩体材料非均质特性表征 |
| 2.3.2 岩体材料压缩破坏模拟 |
| 2.4 基于矩阵运算的高效求解策略 |
| 2.4.1 近场动力学矩阵运算基本原理 |
| 2.4.2 近场动力学矩阵运算程序开发 |
| 2.4.3 近场动力学矩阵运算效率分析 |
| 2.5 岩体破坏三维模拟算例验证 |
| 2.5.1 完整岩体破坏过程模拟 |
| 2.5.2 节理岩体破坏过程模拟 |
| 2.5.3 裂隙岩体破坏过程模拟 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 裂隙岩体应力-渗流耦合近场动力学模拟 |
| 3.1 地下水渗流近场动力学模型 |
| 3.1.1 等效连续介质渗流模型 |
| 3.1.2 离散裂隙网络渗流模型 |
| 3.1.3 孔隙-裂隙双重介质渗流模型 |
| 3.2 裂隙岩体流-固耦合模拟方法 |
| 3.2.1 物质点双重覆盖理论模型 |
| 3.2.2 流-固耦合矩阵运算与程序开发 |
| 3.3 应力状态对水力裂隙扩展路径的影响规律 |
| 3.3.1 应力状态对水力裂隙的影响机制 |
| 3.3.2 水力裂隙扩展路径模拟结果分析 |
| 3.4 天然裂隙对水力裂隙扩展路径的影响规律 |
| 3.4.1 天然裂隙与水力裂隙相互作用关系 |
| 3.4.2 水力裂隙扩展路径模拟结果分析 |
| 3.5 岩体裂隙网络水力压裂过程损伤破坏规律 |
| 3.5.1 裂隙网络对水力裂隙的影响机制 |
| 3.5.2 裂隙网络岩体水力压裂模拟结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 隧道开挖卸荷效应近场动力学模拟 |
| 4.1 卸荷效应模拟的物质点休眠法 |
| 4.1.1 物质点休眠法基本思想 |
| 4.1.2 开挖卸荷模拟程序设计 |
| 4.2 隧道开挖损伤区模拟分析 |
| 4.2.1 隧道开挖损伤区形成机制 |
| 4.2.2 隧道开挖损伤区演化过程 |
| 4.2.3 隧道开挖围岩位移场变化规律 |
| 4.3 渗流卸荷近场动力学模拟 |
| 4.3.1 孔隙介质渗流卸荷模拟 |
| 4.3.2 裂隙介质渗流卸荷模拟 |
| 4.3.3 双重介质渗流卸荷模拟 |
| 4.4 卸荷作用下应力-渗流耦合近场动力学模拟 |
| 4.4.1 卸荷作用下应力-渗流近场动力学模拟方法 |
| 4.4.2 卸荷作用下应力-渗流耦合模拟程序设计 |
| 4.5 隧道开挖损伤区应力-渗流耦合模拟 |
| 4.5.1 渗流对隧道开挖损伤区的影响机制 |
| 4.5.2 渗透压力对隧道开挖损伤的影响规律 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 隧道隔水岩体渐进破坏突水灾变过程模拟 |
| 5.1 歇马隧道突水灾害概述 |
| 5.1.1 依托工程概况 |
| 5.1.2 工程现场突水情况 |
| 5.2 隧道岩体破坏突水地质力学模型试验 |
| 5.2.1 地质力学模型试验概述 |
| 5.2.2 隔水岩体渐进破坏突水过程 |
| 5.3 隧道岩体破坏突水近场动力学模型 |
| 5.3.1 隧道施工过程三维模型 |
| 5.3.2 监测断面布置情况 |
| 5.4 隧道岩体破坏突水模拟结果分析 |
| 5.4.1 围岩损伤状态分析 |
| 5.4.2 围岩渗流场分析 |
| 5.4.3 围岩位移场分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 隧道隔水岩体渐进破坏突水影响因素分析 |
| 6.1 岩溶隧道突水影响因素与模型设计 |
| 6.1.1 岩溶隧道突水影响因素 |
| 6.1.2 岩溶隧道突水模拟工况设计 |
| 6.2 岩溶隧道突水灾变过程工程尺度模拟 |
| 6.2.1 工程尺度模拟三维数值模型 |
| 6.2.2 隔水岩体渐进破坏突水过程分析 |
| 6.3 岩溶隧道突水影响因素分析 |
| 6.3.1 溶洞发育规模 |
| 6.3.2 溶洞水压力 |
| 6.3.3 围岩弹性模量 |
| 6.3.4 围岩抗拉强度 |
| 6.3.5 隧道埋深 |
| 6.3.6 溶洞位置 |
| 6.4 基于数值模拟结果的隧道突水防控措施分析 |
| 6.4.1 最小安全厚度计算结果分析 |
| 6.4.2 岩溶隧道突水防控措施分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 近场动力学岩土工程数值仿真软件及应用 |
| 7.1 数值仿真软件研发 |
| 7.1.1 软件功能设计 |
| 7.1.2 软件架构设计 |
| 7.1.3 软件运行环境 |
| 7.2 数值仿真软件介绍 |
| 7.2.1 用户界面介绍 |
| 7.2.2 使用方法介绍 |
| 7.3 应用实例分析 |
| 7.3.1 模型概况 |
| 7.3.2 模拟结果分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 博士期间参与的科研项目 |
| 博士期间发表的论文 |
| 博士期间申请的专利 |
| 博士期间获得的奖励 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（6）隧道充填结构渗流-侵蚀-应力耦合失稳突水的DEM-SPH模拟分析方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 选题依据与目的 |
| 1.1.3 问题的提出 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 充填结构失稳诱发突水灾变演化机理 |
| 1.2.2 离散元模拟方法及粘结强度模型 |
| 1.2.3 非线性流体动力学无网格法数值模拟 |
| 1.2.4 隧道充填结构突水流-固耦合模拟方面 |
| 1.2.5 研究现状存在问题与发展趋势 |
| 1.3 主要研究内容与创新点 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 创新点 |
| 第二章 充填结构渗流-侵蚀-应力耦合失稳诱发突水机理 |
| 2.1 基本假定 |
| 2.2 多孔介质骨架弹塑性变形控制方程 |
| 2.2.1 考虑水压力作用的弹性体平衡方程 |
| 2.2.2 弹塑性本构模型及屈服准则 |
| 2.3 细颗粒水力侵蚀软化本构模型 |
| 2.3.1 侵蚀发生的临界水力条件 |
| 2.3.2 骨架孔隙率和渗透率演化方程 |
| 2.3.3 骨架介质强度弱化规律 |
| 2.4 混合流体非线性渗流控制方程 |
| 2.4.1 连续性方程 |
| 2.4.2 动量守恒方程 |
| 2.4.3 双曲线型流变本构 |
| 2.5 渗流-侵蚀-应力耦合失稳突水灾变机制 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于DEM的水力侵蚀软化模型及模拟分析方法 |
| 3.1 非球形颗粒离散元模拟方法 |
| 3.1.1 基本方程 |
| 3.1.2 超二次曲线颗粒模型 |
| 3.1.3 接触检测算法 |
| 3.1.4 砂石堆积算例验证 |
| 3.2 水力侵蚀软化本构模型及算法实现 |
| 3.2.1 颗粒粘结模型 |
| 3.2.2 水力侵蚀软化模型 |
| 3.2.3 模型求解与计算流程 |
| 3.2.4 模型测试与分析 |
| 3.3 细颗粒含量对材料宏观强度的影响 |
| 3.3.1 岩石力学基本数值试验 |
| 3.3.2 单轴抗压和抗拉强度影响分析 |
| 3.3.3 抗剪强度指标影响分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于SPH的混合流体非线性渗流模拟分析方法 |
| 4.1 SPH方法的计算原理及优势 |
| 4.1.1 积分插值近似方法 |
| 4.1.2 控制方程及SPH离散形式 |
| 4.1.3 边界处理方法 |
| 4.1.4 时步确定与积分求解 |
| 4.1.5 SPH方法的优势 |
| 4.2 混合流体非线性流变模型与求解 |
| 4.2.1 混合流体的流变模型 |
| 4.2.2 SPH运动方程与离散求解 |
| 4.3 典型算例验证及参数敏感性分析 |
| 4.3.1 二维静水箱测试 |
| 4.3.2 溃坝模拟与试验结果对比 |
| 4.3.3 粒子间距对溃坝模拟结果影响分析 |
| 4.3.4 流体粘度对刚体冲击力影响分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于DEM-SPH的两相介质流-固耦合模拟分析方法 |
| 5.1 基于DEM-SPH的流-固耦合计算模型 |
| 5.1.1 岩土体-地下水两相介质模型 |
| 5.1.2 流-固耦合求解算法 |
| 5.1.3 流-固耦合作用力 |
| 5.1.4 固体孔隙率计算 |
| 5.1.5 双向耦合计算流程 |
| 5.2 程序模块化设计及前-后处理方法 |
| 5.2.1 程序计算框架与模块 |
| 5.2.2 复杂地质体三维数值模型构建方法 |
| 5.2.3 基于Linux集群的混合并行加速算法 |
| 5.2.4 数值结果三维可视化后处理方法 |
| 5.3 充填结构体突水涌泥数值模拟 |
| 5.3.1 概化数值模型与计算参数 |
| 5.3.2 固体充填分数影响分析 |
| 5.3.3 充填颗粒尺寸影响分析 |
| 5.3.4 耦合网格尺寸影响分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 充填结构失稳诱发突水灾变演化过程数值模拟 |
| 6.1 尚家湾隧道充填岩溶管道突水模拟 |
| 6.1.1 现场突水情况 |
| 6.1.2 工程地质分析 |
| 6.1.3 模型建立与参数选取 |
| 6.1.4 模拟结果分析 |
| 6.2 永莲隧道富水断层突水突泥模拟 |
| 6.2.1 现场突水情况 |
| 6.2.2 工程地质分析 |
| 6.2.3 模型建立与参数选取 |
| 6.2.4 模拟结果分析 |
| 6.3 吉林引松TBM隧洞突水过程模拟 |
| 6.3.1 现场突水情况 |
| 6.3.2 模型建立与参数选取 |
| 6.3.3 模拟结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 博士期间参与的科研项目 |
| 博士期间发表的论文 |
| 博士期间申请的发明专利/软件着作权 |
| 博士期间获得的奖励 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（7）寒区中深层同轴换热传热机制及热储强化研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 选题依据 |
| 1.3 研究意义 |
| 1.4 研究现状 |
| 1.4.1 地热开发利用现状 |
| 1.4.2 中深层同轴换热器研究现状 |
| 1.4.3 多通道及多孔介质对流换热研究现状 |
| 1.4.4 裂隙介质渗流传热研究现状 |
| 1.5 已有研究中的不足 |
| 1.6 研究内容和技术路线 |
| 1.6.1 研究内容 |
| 1.6.2 技术路线 |
| 1.7 论文主要创新点 |
| 第二章 同轴换热器现场监测试验研究 |
| 2.1 本章引言 |
| 2.2 研究区中深层地理地热地质条件分析 |
| 2.2.1 研究区供热必要性 |
| 2.2.2 研究区供热优越性 |
| 2.2.3 研究区供热适宜性 |
| 2.3 研究区同轴换热的优势性 |
| 2.4 换热器井孔概况 |
| 2.4.1 井位 |
| 2.4.2 井身结构 |
| 2.4.3 嵌入地层 |
| 2.5 现场监测试验 |
| 2.5.1 井下监测装置 |
| 2.5.2 地面监测装置 |
| 2.5.3 现场试验过程 |
| 2.5.4 试验不确定性分析 |
| 2.6 现场试验结果 |
| 2.6.1 地温特征 |
| 2.6.2 流体温度随时间演化 |
| 2.6.3 系统间歇运行演化特征 |
| 2.6.4 流体温度随深度分布 |
| 2.7 系统性能分析 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 同轴换热器数值模拟研究 |
| 3.1 本章引言 |
| 3.2 模型建立 |
| 3.3 初始和边界条件 |
| 3.4 传热分析 |
| 3.5 热阻分析 |
| 3.6 模型验证 |
| 3.7 结果分析与讨论 |
| 3.7.1 开采强度的影响 |
| 3.7.2 换热器组成属性的影响 |
| 3.7.3 热储特征的影响 |
| 3.7.4 流体注入速率的影响 |
| 3.7.5 间歇运行的影响 |
| 3.7.6 热储影响范围分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 多通道及多孔介质热储强化试验研究 |
| 4.1 本章引言 |
| 4.2 射孔强化方法 |
| 4.3 多通道对流传热试验 |
| 4.3.1 多通道样品 |
| 4.3.2 对流换热试验装置 |
| 4.3.3 试验过程及方案 |
| 4.3.4 多通道传热数据处理 |
| 4.3.5 多通道对流传热结果 |
| 4.4 多通道岩样力学损伤特征 |
| 4.4.1 试验装置概述 |
| 4.4.2 试验过程及方案 |
| 4.4.3 弹性波速试验结果 |
| 4.4.4 力学损伤结果 |
| 4.5 热储局部刺激——等效多孔介质 |
| 4.6 多孔介质对流传热试验 |
| 4.6.1 多孔介质样品 |
| 4.6.2 对流换热试验装置 |
| 4.6.3 试验过程及方案 |
| 4.6.4 多孔介质传热数据处理 |
| 4.6.5 多孔介质对流传热结果 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 粗糙裂隙介质热储强化试验及模型研究 |
| 5.1 本章引言 |
| 5.2 热储局部刺激——离散裂隙介质 |
| 5.3 试验装置概述 |
| 5.4 岩样制备 |
| 5.4.1 3D打印及数字模型化 |
| 5.4.2 样品浇筑 |
| 5.5 粗糙裂隙渗流试验 |
| 5.5.1 试验过程及方案 |
| 5.5.2 粗糙渗流试验结果 |
| 5.5.3 粗糙度方向性对渗流作用 |
| 5.5.4 支撑剂和温度对渗流影响 |
| 5.6 粗糙裂隙传热试验 |
| 5.6.1 试验过程及方案 |
| 5.6.2 传热试验数据处理 |
| 5.6.3 传热试验不确定度分析 |
| 5.6.4 粗糙裂隙传热试验结果 |
| 5.6.5 粗糙度方向性对传热的影响 |
| 5.6.6 典型粗糙裂隙传热分析 |
| 5.7 粗糙裂隙渗流传热数值模型研究 |
| 5.7.1 数值模型建立 |
| 5.7.2 初始和边界条件 |
| 5.7.3 数据处理 |
| 5.7.4 网格划分及验证 |
| 5.7.5 数值模拟结果 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 结论与建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间科研成果 |
| 致谢 |
（8）页岩水力压裂裂纹扩展规律的近场动力学理论研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 2 近场动力学流-固耦合理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 近场动力学的固体变形方程 |
| 2.3 近场动力学的渗流扩散方程 |
| 2.4 近场动力学的流-固耦合方程 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 近场动力学断裂破坏准则 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 连续介质力学弹塑性断裂理论 |
| 3.3 J积分原理与裂纹扩展 |
| 3.4 近场动力学断裂判据 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 近场动力学数值离散和层状页岩破裂模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数值离散化处理 |
| 4.3 页岩三点弯曲梁数值模拟 |
| 4.4 层理倾角对裂纹扩展的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 近场动力学水力压裂数值模拟 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 储层渗流扩散模拟 |
| 5.3 页岩水力压裂数值模拟 |
| 5.4 初始地应力状态模拟 |
| 5.5 层状页岩水力压裂损伤演化规律分析 |
| 5.6 层状页岩水力压裂裂纹扩展形态分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（9）非均匀介质及岩土结构中的弹性波理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 非均匀介质中弹性波传播问题的研究现状 |
| 1.2.1 非均匀介质的主要类别 |
| 1.2.2 弹性非均匀介质中波传播问题的研究现状 |
| 1.2.3 饱和介质中波传播问题的研究现状 |
| 1.2.4 非饱和介质中波传播问题的研究现状 |
| 1.3 非均匀介质中弹性波散射问题的研究现状 |
| 1.3.1 弹性波散射与动应力集中 |
| 1.3.2 非均匀弹性介质中的弹性波散射与动应力集中问题研究现状 |
| 1.3.3 饱和介质中的弹性波散射与动应力集中问题研究现状 |
| 1.3.4 非饱和介质中的弹性波散射与动应力集中问题研究现状 |
| 1.4 本文的主要工作 |
| 2 环向SH波在带有梯度表面损伤的柱状结构中的传播问题 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 问题描述 |
| 2.2.1 基本方程 |
| 2.2.2 均匀层与非均匀层环向SH波控制方程 |
| 2.3 问题的求解 |
| 2.3.1 均匀层SH波控制方程的求解 |
| 2.3.2 非均匀层SH波控制方程的求解 |
| 2.4 数值算例与结果分析 |
| 2.4.1 频散曲线 |
| 2.4.2 求解精度分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 Love波在非均匀饱和土中的传播特性 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 问题描述 |
| 3.2.1 基本方程 |
| 3.2.2 均匀层与非均匀层Love波基本方程 |
| 3.3 问题的求解 |
| 3.3.1 均匀层波控制方程的求解 |
| 3.3.2 非均匀层波控制方程的求解 |
| 3.4 数值算例与结果分析 |
| 3.4.1 梯度系数对Love波的频散特性与衰减特性的影响 |
| 3.4.2 饱和度对Love波频散特性与衰减特性的影响 |
| 3.4.3 最小模值逼近法的简单讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 非均匀非饱和土中的SH波传播与散射问题 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 问题描述 |
| 4.2.1 非均匀非饱和介质中基本方程的推导 |
| 4.2.2 SH波在均匀半空间中传播的波动方程推导 |
| 4.2.3 SH波在非均匀半空间中传播的波动方程推导 |
| 4.2.4 圆形孔洞周围动应力集中问题的总波场讨论 |
| 4.3 问题的求解 |
| 4.3.1 坐标变换以及位移与应力的复数表达 |
| 4.3.2 散射波场的计算 |
| 4.4 数值算例与结果分析 |
| 4.4.1 梯度系数与入射频率对位移幅值的影响 |
| 4.4.2 圆形孔洞周围的动应力集中 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 具有非整数幂次体积分数的功能梯度组合板中的Lamb波 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 问题描述 |
| 5.3 问题的求解 |
| 5.3.1 波函数基本解与变量替换 |
| 5.3.2 基于幂级数方法的波函数级数解讨论 |
| 5.4 数值算例与结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 本文结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 附录 |
（10）液氮预注后页岩压裂的损伤破裂机理研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状与不足 |
| 1.3 研究内容及方法 |
| 1.4 主要创新点 |
| 2 液氮冷却作用后页岩的物理力学特性 |
| 2.1 试样采集与加工 |
| 2.2 试验设备与试验方案 |
| 2.3 页岩压缩力学特性 |
| 2.4 页岩拉伸力学特性 |
| 2.5 页岩渗透率特性 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 液氮预注后页岩氮气压裂试验研究 |
| 3.1 试验系统研制与试验步骤 |
| 3.2 试样制备与试验方案 |
| 3.3 不同条件下试样破裂压力变化规律 |
| 3.4 液氮冷却作用下页岩气储层压裂机理 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 压裂岩样损伤破裂的宏细观机制 |
| 4.1 压裂岩样损伤破坏的宏观特征 |
| 4.2 压裂岩样破裂面的三维形貌特征 |
| 4.3 压裂岩样细观损伤测试 |
| 4.4 压裂岩样断口的细观形貌特征 |
| 4.5 岩样破裂面宏细观破坏特征联系 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于损伤演化的页岩热-流-固耦合模型 |
| 5.1 页岩损伤破坏准则与力学参数演化模型 |
| 5.2 多物理场耦合模型 |
| 5.3 数值模型的有限元解法 |
| 5.4 模型验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 液氮预注对页岩气储层压裂损伤演化的影响 |
| 6.1 数值计算模型与参数 |
| 6.2 液氮注入时间的影响 |
| 6.3 强制对流换热系数的影响 |
| 6.4 储层温度的影响 |
| 6.5 地应力状态的影响 |
| 6.6 层理倾角的影响 |
| 6.7 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
四、基于损伤理论的多孔介质动力解析（论文参考文献）
- [1]沥青路面材料在外荷载作用下的动水损害机理研究[D]. 张旺轩. 南京理工大学, 2020(01)
- [2]裂隙岩体渗流-应力耦合近场动力学模拟分析方法及应用[D]. 李卓徽. 山东大学, 2021(09)
- [3]海水-TI饱和海床动力Green函数及海上桩承风机地震响应研究[D]. 赵仓龙. 太原理工大学, 2021(01)
- [4]四川盆地典型富有机质页岩孔隙结构特征及页岩气渗流机理研究[D]. 张莉. 中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所), 2021
- [5]隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法[D]. 高成路. 山东大学, 2021(11)
- [6]隧道充填结构渗流-侵蚀-应力耦合失稳突水的DEM-SPH模拟分析方法[D]. 刘聪. 山东大学, 2021(11)
- [7]寒区中深层同轴换热传热机制及热储强化研究[D]. 黄奕斌. 吉林大学, 2021
- [8]页岩水力压裂裂纹扩展规律的近场动力学理论研究[D]. 李承轩. 中国矿业大学, 2021
- [9]非均匀介质及岩土结构中的弹性波理论研究[D]. 曲桢. 西安理工大学, 2020(01)
- [10]液氮预注后页岩压裂的损伤破裂机理研究[D]. 陶静. 中国矿业大学, 2020