非饱和岩体三场耦合控制方程

为研究非饱和岩体对温度场-渗流场-变形场三场耦合作用的响应,采用等效连续介质模型,根据质量守恒方程、线动量平衡方程和能量守恒方程以及相应的物性方程（状态方程和本构方程）推导了非饱和岩体三场耦合控制方程,包括岩体变形场控制方程、地下水渗流场控制方程和岩体温度场控制方程.在推导三场耦合控制方程中,舍弃了局部热平衡假设,而采用热弹塑性本构关系,并考虑了温度梯度对地下水渗流的影响.     

基于复合混合物理论的热-水力-力学污染物输运模型

污染物在饱和可变形多孔介质中的输运问题属于多场耦舍的范畴．为模拟含N种组分的液相污染物在可压缩固相多孔介质中的输运过程,在复合混合物理论的基础上将体积分数作为内变量引入,提出并建立了可压缩多孔介质中多组分污染物热．水力-力学耦合输运问题的热力学框架．将体积分数看作独立变量用于描述介质的微观结构,并形成动力相容条件来描述由多组分流体饱和的可压缩多孔介质界面处应力突变的微观力学机制．根据近平衡态理论以及线性化方法得到基于上述理论框架的线性化热．水力-力学耦合污染物输运模型．所提出的模型是在公理系统基础上建立的,榆运过程中的渗流和扩散过程最终可表示为与相的密度梯度、组分浓度梯度、体积分数梯度及温度梯度有关的形式,实现了多种因素的耦合．     

降雨入渗时沥青路面流固耦合作用的力学响应

应用ABAQUS软件建立降雨入渗条件下的沥青路面渗流有限元模型,得到相应的渗流规律和渗流场的分布状态;在建立合理的降雨渗流场边界的基础上,运用多孔介质流固耦合理论分析了沥青路面在渗水和行车荷载作用下的力学响应。研究表明:降雨入渗过程将会导致沥青路面内部饱和度和孔隙水压力出现显著的变化;在动态荷载的作用下,降雨入渗后的沥青路面内部各项应力指标呈现波动特性,孔隙水压力与流速出现了较大的正、负逆转。     

基于流-固耦合理论的病险土石坝渗流规律

土石坝病险问题主要是各种原因引起的渗漏。因此,研究病险土石坝加固技术首先必须分析土石坝渗流规律和渗透机理。基于多孔介质流-固耦合理论,在不考虑土体和水的压缩性以及孔隙率不变的假定下,利用FLAC3D数值分析软件,建立了土石坝二维模型,对2种病险土石坝模型的应力场、渗流场以及孔压进行了分析,总结得出了土石坝的渗流规律和土石坝渗漏机理,为土石坝加固技术提供了理论依据。     

岩体温度场与应力场耦合作用的一种量化方法

简要分析了温度场与应力场的耦合机理，从岩石热－弹性作用和温度扩散方程出发详细介绍了热－弹性耦合强度量化参数PTC的计算方法。计算了几种常见岩石的热－弹性耦合强度，结果表明，岩石的热－弹性耦合强度一般处于10^-3量级。同时，就提出的无量纲参数PTC在工程应用中的实用性及意义进行了初步探讨。     

工程岩体地下水渗流—应力—温度耦合作用数学模型的研究

为了探讨工程岩体赋存地下水渗流场、应力场与温度场之间存在的相互作用,从场性能等效的原则出发,通过等效性能场之间耦合作用机理的研究,初步建立了一个工程岩体地下水渗流场、应力场与温度场耦合作用的简单的数学模型,为３场之间耦合作用定量研究提供参考。     

波浪荷载作用下各向异性海床瞬态液化研究

为探究各向异性海床在波浪作用下的瞬态液化问题,采用有限元法求解RANS （reynolds averaged navier-stokes）方程及k-ε湍流模型进行数值造波,通过求解Biot多孔弹性方程获得海床瞬态响应,进而建立了波浪-各向异性海床耦合作用的二维数值仿真模型. 在完成对新建模型的验证后,基于此模型系统地研究了波浪及海床特性对各向异性海床瞬态液化的影响. 研究结果表明:海床瞬态液化深度随波高、周期增大而增大,随海床饱和度增大而减小;当海床垂向渗透系数在一定范围内时,海床最大液化深度随垂向渗透系数增大而减小,超出该范围时,海床垂向渗透系数对海床最大液化深度的影响不明显;海床瞬态液化深度对水平方向渗透系数的改变不敏感.      

高温下混凝土热-湿-气力学耦合数学模型

应用含有多相流体变形多孔介质的质量、动量和能量守恒方程,基于Gawin,Schrefler等的模型,建立了高温下混凝土热-湿-气力学耦合数学模型.考虑了混凝土多相系统中固体速度、饱和度乘蒸汽密度的空间梯度和孔隙压力空间梯度;并采用了广泛应用的描写非饱和土力学行为的力学本构和相应水力本构关系,为模型的进一步有限元分析打下了基础.     

轮轨摩擦耦合热弹性有限元分析模型

基于伽辽金变分原理,利用有限元方法,建立了轮轨摩擦耦合热弹性有限元分析模型,分析了轮轨摩擦热与钢轨接触区热膨胀位移、摩擦温度、应变和应力的关系。模型中温度场和位移场由耦合方程同时求解,但没有考虑惯性项和材料阻尼的影响。分析结果表明:耦合求解的温度场和位移场与非耦合求解的温度场和位移场的计算结果一致,钢轨表面各点滑动位移的方向与车轮滑动方向一致,垂向位移方向先负后正;钢轨表面各节点进入接触区后,温度快速上升,但高温持续时间短;在滑动方向上,钢轨接触点先受压应变后受拉应变作用,垂向受拉应变作用,滑动方向压应力明显高于垂向压应力,钢轨接触斑前后节点滑动方向应变符号相反;垂向高正应变区主要集中分布在接触斑后半轴上,最大剪应变与剪应力区在接触表层以下。     

高温下混凝土热-湿-气力学耦合数学模型

应用含有多相流体变形多孔介质的质量、动量和能量守恒方程，基于Gawin，Schrefler等的模型，建立了高温下混凝土热-湿-气力学耦合数学模型．考虑了混凝土多相系统中固体速度、饱和度乘蒸汽密度的空间梯度和孔隙压力空间梯度；并采用了广泛应用的描写非饱和土力学行为的力学本构和相应水力本构关系，为模型的进一步有限元分析打下了基础。     

加金属丝水平单圆管蓄冰数值模拟

盘管式蓄冰传热瓶颈出现在冰层处,考虑在管外加入一些金属丝来促进管外换热从而提高蓄冰效率.为了描述管外扩展表面给结冰过程带来的影响,把管外金属丝和水的混合区域考虑为多孔介质区域,建立了合理的数学物理模型,进行了理论计算,并采用了密度随温度接近抛物线变化来研究水的自然对流对结冰过程的影响.通过计算,发现自然对流对温度分布的...     

Numerical Simulation on Freezing Process of Saturated Granlar Soil

The relation between ice pressure and load as a criterion of segregated ice initiation is introduced into the rigid ice model to simulate frost heave in saturated and granular soil. The calculated results show that unfrozen water content, thermal conductivity and hydraulic conductivity change greatly in frozen fringe. In numerical simulations, the influence of load, hydraulic conductivity and property of soil containing water on the process of soil freezing are analyzed, and the simulation curves such as cumulative heave,the change of depth of frozen and the distributions of water content are similar to the observations reported elsewhere.     

Numerical Simulation on Freezing Process of Saturated Granular Soil

Introduction Soil freezing and thawing have a harmful impacton roads and buildings in cold regions. For example,frost heave and thawing settlement lead to cracks, set-tlement and structure breaking. A number ofreports[1-3]indicated that the frost heave induced bywater transfer could exceed the volume of water chan-ges because of water freezing in the cells. The mainmodels for coupled heat and moisture transfer infreezing soil are hydrodynamic models and rigid icemodels[1,2]. Though the hydrod…     

地铁双线隧道施工人工冻结水热力数值分析

为了准确分析地铁隧道人工冻结施工过程中的热力学状况,考虑水分迁移和冰水相变耦合影响以及水泥水化热的生成,采用热蠕变本构建立了地铁隧道人工冻结施工的水热力耦合分析模型.对广州地铁某双线隧道施工过程中的热力状况进行了数值模拟,同时应用人工冻土的长期强度对冻结壁安全性进行了评估.分析结果表明:在地铁冻结法施工时,最大主应力沿着冻结管呈环形分布,并且管周围的应力明显偏高;开挖对环形应力场的影响不大,而且与其他施工方法不同,人工冻结法施工引起的地表沉降并不随开挖断面的逐渐扩大而增大,整个施工过程中的最大地表沉量仅为9.1 mm,因而人工冻结法施工能有效地控制地表沉降量.     

道路基层多孔混凝土抗冻性试验方法和评价指标的研究与探讨

在评价普通混凝土常用抗冻性试验方法及评价指标的基础上,针对多孔混凝土的结构特征,对多孔混凝土的冻融破坏机理进行分析,探讨现行多孔混凝土的抗冻性试验方法和评价指标的不足,进行多孔混凝土冻融试验,并建立动弹性模量与抗弯拉强度之间关系,以便为其在具体实践中的应用提供依据.     

Computer Prediction on Stress Distribution During Laser Quenching

IntroductionInprocessofindustry,theproblemscoupIedwiththermaIandfOrceareusuaIIymet.LaserqueIlchinginvolvingphasetransformationisoneofthem.HowtosetupafitmatheInatica1modeltosimulatetl1elaserquenchingprocessandhowtocalculateandanalyzenumericallythestresgdistributionarefolIowedwithinterestbymanyresearchersIl'2'3J.Thoseeffol'tsareimportanttooPtilnizethetechnologyparametersandprovideareliablebasisforimprovingthesyntheticallymechanicspropertiesandtheuseagesofmaterials.Alongwithdevelopmentofcomp…