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SV波在饱和多孔热弹性介质平面界面上的反射 被引量:2
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作者 郑荣跃 刘干斌 +1 位作者 邓岳保 陶海冰 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S2期839-843,共5页
基于Biot波动理论,建立了饱和多孔热弹性波动方程,研究了SV波在平面界面上的反射问题。在排水和不排水条件下,推导了饱和多孔介质自由边界上P1波、P2波、T波及S波反射系数的表达式。通过算例讨论了频率和排水条件对4种波反射系数的影响... 基于Biot波动理论,建立了饱和多孔热弹性波动方程,研究了SV波在平面界面上的反射问题。在排水和不排水条件下,推导了饱和多孔介质自由边界上P1波、P2波、T波及S波反射系数的表达式。通过算例讨论了频率和排水条件对4种波反射系数的影响,结果表明:P1波中出现明显的低频放大作用,不排水工况更为明显;P2波反射系数较小,且随频率增大而增大;相对于P,S波,T波的反射系数较小。 展开更多
关键词 SV波 饱和多孔 热弹性介质 反射
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横观各向同性地基上四边自由薄板的弯曲
2
作者 刘金勇 刘新东 谢从山 《山西建筑》 2010年第2期113-115,共3页
根据横观各向同性饱和多孔半空间问题的二重傅里叶变换解答,选择带扩展项的二重余弦级数作为矩形板的挠度解答,结合板的边界条件及板和地基的相容条件,求解横观各向同性地基下薄板的弯曲问题,指出该方法具有一般性,但收敛速度较慢。
关键词 饱和多孔 横观各向同性 薄板弯曲
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饱和多孔介质流固耦合渗流的数学模型 被引量:193
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作者 李培超 孔祥言 卢德唐 《水动力学研究与进展(A辑)》 CSCD 北大核心 2003年第4期419-426,共8页
将基于多孔介质的有效应力原理引入流固耦合渗流中 ,并根据平衡条件得出了应力场方程 ;充分分析流固耦合渗流的物理特性 ,建立起孔隙度和渗透率动态模型 ;依据流体力学连续性方程 ,考虑流固耦合情形下多孔介质骨架变形特性和流体的可压... 将基于多孔介质的有效应力原理引入流固耦合渗流中 ,并根据平衡条件得出了应力场方程 ;充分分析流固耦合渗流的物理特性 ,建立起孔隙度和渗透率动态模型 ;依据流体力学连续性方程 ,考虑流固耦合情形下多孔介质骨架变形特性和流体的可压缩性 ,得到了孔隙流体的连续性方程 ,即渗流场方程。在以上诸方程的基础上辅助以定解条件 ,建立起了完备的饱和多孔介质流固耦合渗流的数学模型。本文还对模型进行了简化分析 ,并与经典一维固结理论作定性对比 ,分析表明 ,经典的固结理论可认为是本文模型的一种简化。 展开更多
关键词 饱和多孔介质 流固耦合 渗流 数学模型 孔隙度 渗透率动态模型 有效应力原理 流体力学
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流体饱和两相多孔介质动力反应分析的显式有限元法 被引量:40
4
作者 赵成刚 王进廷 +1 位作者 史培新 李伟华 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期178-182,共5页
根据Biot流体饱和两相多孔介质波动方程 ,采用解耦技术 ,提出了分析流体饱和两相多孔介质中动力反应的显式有限元法。根据所推公式 ,编制了计算程序并进行了实例计算。计算结果与解析解对比 ,两者符合非常好 ,表明本文方法是处理流体饱... 根据Biot流体饱和两相多孔介质波动方程 ,采用解耦技术 ,提出了分析流体饱和两相多孔介质中动力反应的显式有限元法。根据所推公式 ,编制了计算程序并进行了实例计算。计算结果与解析解对比 ,两者符合非常好 ,表明本文方法是处理流体饱和两相多孔介质动力问题的一种非常有效方法。 展开更多
关键词 饱和多孔介质 显式有限元法 流体 波动方程
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水-荷载耦合作用下沥青路面孔隙水压力研究 被引量:46
5
作者 董泽蛟 谭忆秋 +1 位作者 曹丽萍 钟阳 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1614-1617,共4页
水-荷载的耦合作用是沥青路面早期损坏的主要原因之一.基于饱和多孔介质理论通过轴对称有限元的瞬态动力分析,计算得到饱和沥青路面内部孔隙水压力的时程变化;分析不同渗透性、车速和荷载条件下的孔隙水压力变化规律.结果表明,荷载的动... 水-荷载的耦合作用是沥青路面早期损坏的主要原因之一.基于饱和多孔介质理论通过轴对称有限元的瞬态动力分析,计算得到饱和沥青路面内部孔隙水压力的时程变化;分析不同渗透性、车速和荷载条件下的孔隙水压力变化规律.结果表明,荷载的动态作用导致沥青路面内部的孔隙水压力具有波动性质;正负孔隙水压力的循环作用是沥青膜破坏的主要诱因;路面内部存水时,高速、重载将加速沥青路面性能衰减. 展开更多
关键词 水-荷载耦合作用 孔隙水压力 有限元 饱和多孔介质
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基于非饱和多孔隙介质BISQ模型的储层参数反演 被引量:45
6
作者 聂建新 杨顶辉 杨慧珠 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期1101-1105,共5页
Biot流动和喷射流动是含流体多孔隙介质中流体流动的两种重要力学机制 .文中基于同时包含这两种力学机制的非饱和多孔隙BISQ模型 ,利用小生境遗传算法实现了储层参数 (孔隙度、渗透率、含流体饱和度等 )的反演 .结果表明 ,本文方法在储... Biot流动和喷射流动是含流体多孔隙介质中流体流动的两种重要力学机制 .文中基于同时包含这两种力学机制的非饱和多孔隙BISQ模型 ,利用小生境遗传算法实现了储层参数 (孔隙度、渗透率、含流体饱和度等 )的反演 .结果表明 ,本文方法在储层参数的反演过程中目标函数收敛快、且具有较强的抗“噪声”干扰性能 ,当观测噪声ε≤ 5 %时 ,储层参数的反演精度很高 .最后 ,通过实测数据的反演应用验证了该方法处理储层参数反演问题的有效性和非饱和BISQ模型的准确性 . 展开更多
关键词 储层参数 饱和BISQ模型 遗传算法 反演 饱和多孔介质
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具有边界反应Brinkman-Forchheimer型多孔介质的结构稳定性 被引量:37
7
作者 李远飞 郭连红 《高校应用数学学报(A辑)》 北大核心 2019年第3期315-324,共10页
研究了在边界上发生放热反应的饱和多孔介质双扩散对流Brinkman-Forchheimer方程.利用能量估计,微分不等式技术以及流速,温度和盐度的先验界,得到了方程对边界反应项以及Soret系数的连续依赖性.
关键词 Brinkman-Forchheimer方程 饱和多孔介质 边界反应 连续依赖性
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岩土颗粒介质非等温—维热固结特性研究 被引量:30
8
作者 白冰 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期186-191,共6页
基于饱和多孔介质热-水-力完全耦合的控制方程,通过有限Fourier变换及其逆变换,对一维热弹性固结模型进行解析求解,给出土柱内部温度、孔压和位移演化过程的解析表达式。在定义了热固结时间因素和热固结系数等概念的基础上,对非等温条... 基于饱和多孔介质热-水-力完全耦合的控制方程,通过有限Fourier变换及其逆变换,对一维热弹性固结模型进行解析求解,给出土柱内部温度、孔压和位移演化过程的解析表达式。在定义了热固结时间因素和热固结系数等概念的基础上,对非等温条件下饱和土体的热固结特性及其机理进行研究,讨论了土的热固结系数与热扩散系数之比、不同的外力荷载和温度荷载组合等因素对热体积膨胀效应与热固结效应两者耦合作用的影响。此外,还分析了土体热膨胀或收缩对温度演化过程的耦合影响。 展开更多
关键词 岩土工程 饱和多孔介质 热弹性 热固结 有限Fourier变换
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圆弧形凹陷饱和土场地对平面P波散射问题的解析解 被引量:28
9
作者 李伟华 赵成刚 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期539-546,共8页
以Biot饱和多孔介质动力学理论为基础 ,利用Fourier Bessel级数展开法 ,得到饱和多孔介质半空间中圆弧形凹陷地形对平面P波的散射问题的解析解 .数值计算给出地表位移幅值 ,分析了入射波波长、入射角、圆弧高宽比对地表位移幅值的影响 ... 以Biot饱和多孔介质动力学理论为基础 ,利用Fourier Bessel级数展开法 ,得到饱和多孔介质半空间中圆弧形凹陷地形对平面P波的散射问题的解析解 .数值计算给出地表位移幅值 ,分析了入射波波长、入射角、圆弧高宽比对地表位移幅值的影响 ,并与现存的在单相介质情况下得到的结论进行对比 . 展开更多
关键词 饱和多孔介质 平面P波 圆弧形凹陷地形 散射 解析解 数值计算 地表位移幅值 饱和 地震 Fourier-Bessel级数展开法
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饱和多孔岩石弛豫衰减对时间和温度的依赖性 被引量:27
10
作者 席道瑛 刘斌 +1 位作者 刘卫 易良坤 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2000年第6期827-834,共8页
通过饱和多孔岩石的低频亚共振试验 ,得到了饱和多孔岩石的内耗峰是典型的弛豫峰的结论 .不同的饱和液体、不同的岩石导致不同的弛豫峰特征 ,饱和岩石的弛豫特性 ,是寻找油田、地热田和预测储层的物性基础 .试验结果表明 ,饱和多孔岩石... 通过饱和多孔岩石的低频亚共振试验 ,得到了饱和多孔岩石的内耗峰是典型的弛豫峰的结论 .不同的饱和液体、不同的岩石导致不同的弛豫峰特征 ,饱和岩石的弛豫特性 ,是寻找油田、地热田和预测储层的物性基础 .试验结果表明 ,饱和多孔岩石都具有一个共同的特性———时间和温度的等效性 ,即降低温度与增加振动频率是等效的 ,这就是饱和多孔岩石的弛豫共性 . 展开更多
关键词 饱和多孔岩石 弛豫峰 时间 温度 等效性
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饱和粘弹性土层中端承桩纵向振动的轴对称解析解 被引量:23
11
作者 杨骁 潘元 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2010年第2期180-190,共11页
基于弹性和饱和多孔介质理论,将桩和饱和土层分别视为单相弹性介质和饱和粘弹性介质,利用Helmholtz分解和变量分离法,在频率域研究了饱和粘弹性土层中端承桩纵向振动的动力特性,给出了饱和粘弹性土层中桩纵向振动时动力响应的轴对称解... 基于弹性和饱和多孔介质理论,将桩和饱和土层分别视为单相弹性介质和饱和粘弹性介质,利用Helmholtz分解和变量分离法,在频率域研究了饱和粘弹性土层中端承桩纵向振动的动力特性,给出了饱和粘弹性土层中桩纵向振动时动力响应的轴对称解析解及桩头复刚度的解析表达式.通过数值计算,给出了桩头动刚度因子和等效阻尼随激励频率的响应,考察了饱和土物性参数、桩土模量比、桩长径比、桩Poisson比等参数对桩头刚度因子和阻尼的影响.研究表明:由于考虑了桩的径向变形效应以及饱和粘弹性土层对桩的径向力作用,轴对称精确解的桩头动刚度因子和阻尼分别与经典Euler-Bernoulli杆模型桩的桩头动刚度因子和阻尼有较大的区别,特别是在若干激励频率处.因此,经典Euler-Bernoulli杆模型桩的适用性具有一定的局限,更加精确的分析应采用三维精确模型. 展开更多
关键词 饱和多孔介质 桩-土动力相互作用 轴对称解析解 纵向振动 参数研究
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三维半球形凹陷饱和土场地对平面P波散射问题的解析解 被引量:16
12
作者 董俊 赵成刚 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期680-688,共9页
以Biot饱和多孔介质动力学理论为基础,利用Fourier Bessel级数展开法,得到饱和多孔介质半空间中半球形凹陷地形对入射平面P波三维散射问题的解析解.利用这一解析解数值计算给出地表位移幅值,分析入射角、入射波频率对地表位移幅值的影响... 以Biot饱和多孔介质动力学理论为基础,利用Fourier Bessel级数展开法,得到饱和多孔介质半空间中半球形凹陷地形对入射平面P波三维散射问题的解析解.利用这一解析解数值计算给出地表位移幅值,分析入射角、入射波频率对地表位移幅值的影响,并与现存的单相介质情况下三维半球形凹陷问题和两相介质情况下二维圆弧形凹陷问题得到的结论进行对比. 展开更多
关键词 饱和多孔介质 半球形凹陷地形 解析解
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饱和无限地基数值模拟的粘弹性传输边界 被引量:20
13
作者 刘光磊 宋二祥 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期2128-2133,共6页
在饱和地基动力反应的有限元分析中,需要对有限大小网格的边界条件进行处理,以反映实际地基在空间上的无限性。根据Biot动力固结理论,提出了一种适用于两相体时域动力分析的粘弹性边界条件。数值分析结果显示,该边界可较好地模拟远场介... 在饱和地基动力反应的有限元分析中,需要对有限大小网格的边界条件进行处理,以反映实际地基在空间上的无限性。根据Biot动力固结理论,提出了一种适用于两相体时域动力分析的粘弹性边界条件。数值分析结果显示,该边界可较好地模拟远场介质的作用以及土体的辐射阻尼,具有良好的低频稳定性。还讨论了其精度及适用范围。 展开更多
关键词 粘弹性传输边界 饱和多孔介质 有限元法
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流体饱和多孔介质的动力学Gurtin型变分原理和有限元模拟 被引量:14
14
作者 杨骁 程昌钧 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期267-276,共10页
基于多孔介质理论 ,在两相不可压和小变形的假设下 ,建立了流体饱和弹性多孔介质的动力学Gurtin型变分原理 ,并导出了以此变分原理为基础的有限元离散公式 .由于Gurtin型变分原理是卷积型的空间积分泛函 ,空间的有限元离散导致一个关于... 基于多孔介质理论 ,在两相不可压和小变形的假设下 ,建立了流体饱和弹性多孔介质的动力学Gurtin型变分原理 ,并导出了以此变分原理为基础的有限元离散公式 .由于Gurtin型变分原理是卷积型的空间积分泛函 ,空间的有限元离散导致一个关于时间的对称微分 积分方程组 .在一般条件下 ,该积分 微分方程组可转化为对称的微分方程组 ,这组方程有别于标准Galerkin有限元的非对称离散方程组 .作为数值例子 ,分析了流体饱和弹性多孔介质中一维纵向波的传播和反射 ,其结果进一步揭示了饱和多孔介质中波的传播特性 . 展开更多
关键词 饱和多孔介质 流体力学 动力学 Gurtin型变分原理 传播特性 纵向波 有限元模拟
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成层饱和土中考虑横向惯性的单桩纵向振动 被引量:19
15
作者 杨骁 唐洁 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1560-1566,共7页
基于饱和多孔介质理论,研究了成层饱和黏弹性土层中端承桩的纵向振动特性。首先利用Novak薄层法,得到了土层对纵向振动桩的动力阻抗。其次,将桩等效为Rayleigh-Love杆,给出了成层饱和黏弹性土中端承桩纵向振动的一般分析方法和桩头动力... 基于饱和多孔介质理论,研究了成层饱和黏弹性土层中端承桩的纵向振动特性。首先利用Novak薄层法,得到了土层对纵向振动桩的动力阻抗。其次,将桩等效为Rayleigh-Love杆,给出了成层饱和黏弹性土中端承桩纵向振动的一般分析方法和桩头动力复刚度的解析表达式。具体分析了两层饱和黏弹性土中端承桩的纵向振动特性,得到了桩头动刚度因子和等效阻尼随频率的响应特征,讨论了物理和几何等参数对动刚度因子和等效阻尼的影响。结果表明:桩长径比、土层模量比以及桩土模量比等对桩头动刚度因子和等效阻尼有显著的影响。相比于均质土层中的桩,上层土越硬或下层为软弱土层,桩的动刚度因子和等效阻尼振动幅值增大,其周期随长径比显著变化,且对于大直径桩,动刚度因子和等效阻尼随频率呈振动变化。同时,土体与孔隙水相互作用系数和桩泊松比等的影响相对较小。其结果可作为桩基动力基础设计和动力检测等基础数据。 展开更多
关键词 饱和多孔介质 桩-土相互作用 横向惯性效应 纵向振动
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黏弹性饱和多孔介质中圆柱孔洞的频域响应 被引量:19
16
作者 刘干斌 谢康和 施祖元 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第5期557-563,共7页
研究了无限黏弹性饱和多孔介质中圆柱孔洞(有衬砌)表面受轴对称简谐荷载和流体压力作用下的频域响应问题.引入carcione提出的本构模型来描述介质的流变和松弛性质.考虑衬砌和介质的相对渗透性,孔洞处于半封闭状态,边界半透水.引入两个... 研究了无限黏弹性饱和多孔介质中圆柱孔洞(有衬砌)表面受轴对称简谐荷载和流体压力作用下的频域响应问题.引入carcione提出的本构模型来描述介质的流变和松弛性质.考虑衬砌和介质的相对渗透性,孔洞处于半封闭状态,边界半透水.引入两个势函数,在频域中得到了应力、位移和超孔隙水压力响应解答.并进行了算例分析,讨论了反映介质黏弹性性质的最小质量因子,反映孔洞边界半透水性质的渗透性参数及衬砌和介质的相对刚度对问题的影响.分析结果表明:以上参数对圆柱孔洞的频域响应有很大影响. 展开更多
关键词 孔洞 饱和多孔介质 圆柱 超孔隙水压力 相对刚度 本构模型 荷载 黏弹性 势函数 质量因子
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饱和多孔介质土动力学理论与数值解法 被引量:16
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作者 黄茂松 李进军 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第7期851-856,共6页
总结和评价了饱和多孔介质土动力学理论与数值解法在国内外的研究成果 ,着重讨论了饱和多孔介质土动力学的基本方程、饱和土中弹性波的传播特性以及饱和土体动力分析的时域数值解及地震反应等方面的研究现状 ,并指出今后的研究方向 .
关键词 饱和 饱和多孔介质 动力方程 弹性波 时域数值解法 地震反应
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液固两相饱和介质动力分析的一种显式有限元法 被引量:15
18
作者 王进廷 杜修力 赵成刚 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第8期1199-1204,共6页
以经典的Biot液固两相饱和介质动力理论为基础,建立了以固相位移和液相位移为未知量的液固两相饱和介质动力分析的一种显式有限元法。该显式方法克服了隐式方法需要求解联立方程组的缺点,具有节省计算机内存空间和计算时间的优点,可以... 以经典的Biot液固两相饱和介质动力理论为基础,建立了以固相位移和液相位移为未知量的液固两相饱和介质动力分析的一种显式有限元法。该显式方法克服了隐式方法需要求解联立方程组的缺点,具有节省计算机内存空间和计算时间的优点,可以方便地应用于求解大自由度和介质非线性问题。算例分析表明,该方法具有较高的计算精度。 展开更多
关键词 液固两相饱和介质 动力分析 显式有限元法 饱和多孔介质 饱和砂土
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海洋地震工程流固耦合问题统一计算框架 被引量:18
19
作者 陈少林 柯小飞 张洪翔 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期594-606,共13页
海底地震动的模拟以及海洋工程结构的地震反应分析中,涉及到海水、饱和海床、弹性基岩、结构之间的相互耦合.传统的方法分别采用声波方程描述理想流体、Biot方程描述饱和海床、弹性波方程描述基岩和结构,分别考虑相互之间的耦合,十分不... 海底地震动的模拟以及海洋工程结构的地震反应分析中,涉及到海水、饱和海床、弹性基岩、结构之间的相互耦合.传统的方法分别采用声波方程描述理想流体、Biot方程描述饱和海床、弹性波方程描述基岩和结构,分别考虑相互之间的耦合,十分不便.本文基于理想流体、固体分别为饱和多孔介质的特殊情形(孔隙率分别为1和0),由饱和多孔介质的Biot方程可退化得到理想流体的声波方程和固体的弹性波方程.然后,以饱和多孔介质方程为基础,经集中质量有限元离散,考虑不同孔隙率的饱和多孔介质之间耦合的一般情形,建立了该耦合情形的求解方法.进一步论证了该一般情形的耦合计算方法可分别退化到流体与固体、流体与饱和多孔介质、固体与饱和多孔介质之间的耦合计算,从而将流体、固体、饱和多孔介质间的耦合问题纳入到统一计算框架,并编制了相应的三维并行分析程序.以P-SV波垂直入射时,半无限层状海水–饱和海床、海水–弹性基岩、海水–饱和海床–弹性基岩三种情形的动力分析为例,采用统一计算框架结合透射边界条件进行求解,并与传递矩阵方法得到的解进行对比,验证了该统一计算框架的有效性以及并行计算的可行性. 展开更多
关键词 流固耦合 饱和多孔介质 海洋地震工程 集中质量显式有限元 透射边界 并行计算
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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 被引量:18
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作者 张鹏远 白冰 蒋思晨 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1307-1316,共10页
为了研究孔隙结构和水动力对悬浮颗粒在饱和多孔介质中沉积和迁移特性的影响,对天然硅粉(悬浮颗粒)和荧光素钠(示踪剂)在饱和多孔介质中的渗流迁移特性进行土柱试验,分别得到了5种不同渗流速度(0.033、0.066、0.132、0.199、0.265 cm/s... 为了研究孔隙结构和水动力对悬浮颗粒在饱和多孔介质中沉积和迁移特性的影响,对天然硅粉(悬浮颗粒)和荧光素钠(示踪剂)在饱和多孔介质中的渗流迁移特性进行土柱试验,分别得到了5种不同渗流速度(0.033、0.066、0.132、0.199、0.265 cm/s)、两种不同多孔介质(石英砂和玻璃球)的悬浮颗粒和示踪剂全组合下的20条穿透曲线。根据试验结果,研究孔隙结构、渗流速度对饱和多孔介质中颗粒迁移和沉积过程中水动力作用机制、弥散效应、加速效应的影响。研究表明,悬浮颗粒的穿透曲线可以用一阶沉积动力学对流弥散方程的解析解来描述。随着渗流速度的增大,水动力学作用对颗粒出流浓度的影响越来越大,而孔隙结构的影响则相对减弱。同时,存在一个临界渗流速度值。当渗流速度超出该值时,悬浮颗粒迁移要快于示踪剂,而且临界渗流速度对于玻璃球和石英砂两种多孔介质是不同的;其次,在两种介质中,随渗流速度增大,弥散度增加,回收率和回收悬浮颗粒粒径增大,沉积系数先增大后减小。此外,在孔隙比相近的情况下,悬浮颗粒在玻璃球介质中的回收率要大于其在石英砂中的。可见,孔隙结构和渗流速度是影响饱和多孔介质中颗粒输运的重要因素,渗流速度越大,孔隙结构的作用越明显。 展开更多
关键词 饱和多孔介质 悬浮颗粒 孔隙结构 穿透曲线 土柱试验
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