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《青岛科技大学》 2009年
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渗流对深部软岩蠕变影响的研究

罗帅  
【摘要】: 愈来愈多的工程(如水电、矿山、核废料埋藏及溶质运移等)都建设在岩体之上或岩体之中,而对工程安全起重要作用的地下水流问题就突出地摆在人们的面前。在地下深处的岩体,渗流的作用使得岩体的结构和力学性能恶化,给地下工程的安全带来了极大的威胁,因此,渗流作用下软岩力学行为的研究具有重要的理论意义和应用价值。 本文从质量守恒定律、线动量平衡原理和能量守恒定律三个普遍原理出发,根据质量守恒方程、线动量平衡方程(运动方程)和能量守恒方程这三个基本方程以及相应的渗流定解边界条件推导了完整的饱和多孔介质单相流动的流固耦合数学模型。 在对前人流变模型理论研究基础上,建立了能反映荷载水平影响又能描述加速蠕变的流变模型,同时,对传统的多孔介质模型进行改进,引入渗流因素,建立了考虑渗流的多孔介质流变模型,应用到软岩中,得到考虑渗流的深部软岩流变模型。 通过单轴渗流蠕变试验得到渗流对软岩蠕变特性的部分影响规律,并进一步得出软岩承载能力和弹性模量都随着渗流强度的增加而降低,瞬时弹性变形量和极限蠕变变形量随着渗流强度的增加而增大的结论。 用ANSYS软件对某一工程算例进行数值模拟,可视化地呈现了渗流下隧道围岩底鼓等现象,并且验证了试验的部分结论。
【学位授予单位】:青岛科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TU452

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 何峰;岩石蠕变—渗流耦合作用规律研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 薛世峰,宋惠珍;非混溶饱和两相渗流与孔隙介质耦合作用的理论研究——数学模型[J];地震地质;1999年03期
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3 杨彩弘,王永岩,魏佳;软岩蠕变过程中单相渗流固流耦合及数学模型[J];黑龙江科技学院学报;2004年05期
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10 李培超,孔祥言,卢德唐;饱和多孔介质流固耦合渗流的数学模型[J];水动力学研究与进展(A辑);2003年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭进军;张天航;黄秋风;;铸铁检查井盖的结构优化分析[J];四川建筑科学研究;2006年03期
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4 李月;刘立;李玉梅;张中兴;梁伟;;地基层状岩石纵波波速与密度相关性试验研究[J];四川建筑科学研究;2009年01期
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10 M.Khan;T.Hayat;Y.Wang;;Slip effects on shearing flows in a porous medium[J];Acta Mechanica Sinica;2008年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 傅礼兵;姚约东;;基于指数式非达西渗流模型的解析解[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
3 唐明云;施安峰;贾江涛;吴斌;王晓宏;;考虑轻油组分的SAGD过程热采稠油数值研究[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
4 罗建新;张烈辉;赵玉龙;刘启国;;线性复合油气藏试井解释模型及典型曲线分析[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
5 杨锋;王新海;刘洪;;井钻遇溶洞油藏试井解释方法[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
6 刘华林;熊伟;高树生;;矩形五点井网稳定注采压力系统的建立[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
7 李道伦;杨景海;查文舒;;数值试井若干关键技术研究[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
8 梁冰;陈天宇;孙维吉;;复杂地质条件煤层气藏井间干扰对井网布置的影响[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
9 雷晓;邓建强;;海底地层内CO_2渗流与水合耦合现象初步研究——热-流-固耦合数学模型[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
10 梁冰;金佳旭;张春梅;;浑水入渗对尾矿坝孔隙压力分布的影响分析[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏风清;煤与瓦斯突出的物理爆炸模型及预测指标研究[D];河南理工大学;2010年
2 陈绍杰;深部条带煤柱长期稳定性基础实验研究[D];山东科技大学;2009年
3 李伟;深部巷道围岩稳定性安全控制原理与应用研究[D];山东科技大学;2010年
4 王猛;煤矿深部开采巷道围岩变形破坏特征试验研究及其控制技术[D];辽宁工程技术大学;2010年
5 何峰;岩石蠕变—渗流耦合作用规律研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
6 李刚;水岩耦合作用下软岩巷道变形机理及其控制研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
7 张选利;柔性注压锚杆锚固特性研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
8 郭保华;循环加载下岩石裂隙变形与渗流的试验研究[D];河南理工大学;2010年
9 齐云阶;水平井采油举升方法及其应用研究[D];中国地质大学(北京);2010年
10 张华;冲击荷载作用下岩石动态损伤特性研究[D];昆明理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘炎昊;高煤级煤储层条件下的气体运移机理[D];河南理工大学;2010年
2 苏发强;新义煤矿三软煤层巷道围岩稳定与支护技术研究[D];河南理工大学;2010年
3 桑培淼;注水强化松软煤壁稳定性的规律及工艺参数研究[D];河南理工大学;2010年
4 黄春光;大倾角“三软”不稳定厚煤层放顶煤开采矿压规律研究[D];河南理工大学;2010年
5 呼庆华;近井筒开采引起覆岩移动变形破坏规律及其治理技术研究[D];河南理工大学;2010年
6 唐杰兵;平煤十一矿软岩破坏巷道修复治理研究[D];河南理工大学;2010年
7 尚群;赵庄矿3#煤层瓦斯抽采钻孔合理封孔深度研究[D];河南理工大学;2010年
8 宋家勇;安林煤矿炮放面矿压显现规律及顶煤冒放性预测研究[D];河南理工大学;2010年
9 潘建武;含单一天然弱面岩石试样的力学特性研究[D];河南理工大学;2010年
10 于宝种;阳泉无烟煤对N_2-CH_4二元气体的吸附—解吸特性研究[D];河南理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 沈洪俊,高海鹰,夏颂佑;应力作用下裂隙岩体渗流特性的试验研究[J];长江科学院院报;1998年03期
2 芮勇勤,徐小荷,马新民,霍启元,张幼蒂,周昌寿;露天煤矿边坡中软弱夹层的蠕动变形特性分析[J];东北大学学报;1999年06期
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10 杨彩弘,王永岩,魏佳;软岩蠕变过程中单相渗流固流耦合及数学模型[J];黑龙江科技学院学报;2004年05期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 杨圣奇;岩石流变力学特性的研究及其工程应用[D];河海大学;2006年
2 徐德敏;高渗压下岩石(体)渗透及力学特性试验研究[D];成都理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 何峰;岩石结构的蠕变稳定性理论研究[D];辽宁工程技术大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 何峰;孟凡尊;王振伟;赵国超;;水与煤岩蠕变影响试验研究[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2011年02期
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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8 刘建军,刘先贵;煤储层流固耦合渗流的数学模型[J];焦作工学院学报;1999年06期
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10 李传亮,杜志敏,孔祥言,徐献芝,李培超;多孔介质的流变模型研究[J];力学学报;2003年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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8 胡尊国;迅速发展中的计算渗流力学[J];地质科技情报;1988年03期
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10 井绪东;;渗流力学的发展及应用[J];科技资讯;2009年12期
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6 刘宝胜;杨庆生;;基于Biot耦合理论的有限元程序研究[A];北京力学学会第12届学术年会论文摘要集[C];2006年
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8 郭尚平;于大森;吴万娣;;生物脏器的孔隙率[A];全国第一届生物力学学术会议论文汇编[C];1981年
9 朱锋;杨勇;姜士宪;任鸿杰;;滑坡稳定性分析中的耦合计算[A];建设工程理论与实践(第二辑)[C];2005年
10 贾维瑞;彭克传;王家富;;合肥软岩风化层划分及评价研究[A];第六届全国工程地质大会论文集[C];2000年
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6 刘曙甲 记者 刘志伟;渗流力学指导石油三次采收率提高20%[N];科技日报;2009年
7 苏章胜;孙疃矿创新破碎软岩大断面巷道支护效果好[N];经理日报;2009年
8 赵维海;亭南矿井软岩治理项目进入实施阶段[N];经理日报;2008年
9 ;2003年度国家杰出青年科学基金获得者荣誉简介(之一)[N];科技日报;2003年
10 李元春 袁青岳;唐山开滦建设集团开创井筒软岩冻结新纪元[N];中国企业报;2011年
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6 杨满平;油气储层多孔介质的变形理论及应用研究[D];西南石油学院;2004年
7 凌忠钱;多孔介质内超绝热燃烧及硫化氢高温裂解制氢的试验研究和数值模拟[D];浙江大学;2008年
8 郭霄怡;分数阶微积分在量子力学和非牛顿流体力学研究中的某些应用[D];山东大学;2007年
9 李宾飞;氮气泡沫调驱技术及其适应性研究[D];中国石油大学;2007年
10 员美娟;多孔介质中流体的若干流动特性研究[D];华中科技大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 罗帅;渗流对深部软岩蠕变影响的研究[D];青岛科技大学;2009年
2 陆春华;液饱和多孔介质动力响应的弹塑性有限元分析[D];重庆大学;2004年
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4 景贵成;低渗透油藏多孔介质特征及模拟[D];大庆石油学院;2002年
5 魏佳;孔隙压力对深部岩体蠕变影响的理论研究[D];辽宁工程技术大学;2006年
6 孙苗苗;油藏多孔介质中蒸汽流动与传热本构关系研究[D];大庆石油学院;2009年
7 王臣;吉林油田套管损坏力学分析及计算[D];大庆石油学院;2005年
8 李剑光;温度对深部软岩蠕变特性的影响研究[D];辽宁工程技术大学;2007年
9 马世虎;往复流动下预混合气体在多孔介质中超绝热燃烧的数值模拟[D];大连理工大学;2004年
10 李昊;往复式多孔介质燃烧器的试验研究[D];浙江大学;2004年
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