流固耦合作用下顆粒體細(xì)觀分析.pdf

1、土體和水的相互作用過(guò)程本質(zhì)上是顆粒體內(nèi)的土體顆粒和液體水之間的流固耦合過(guò)程，從細(xì)觀層次上分析流固耦合的顆粒體對(duì)地質(zhì)災(zāi)害防治和工程建設(shè)具有重要的意義。
　　本論文以黏性土和無(wú)黏性土顆粒體為研究對(duì)象，模擬了水作用下顆粒體出現(xiàn)的多種自然現(xiàn)象，從細(xì)觀角度分析了自然現(xiàn)象產(chǎn)生的機(jī)理，對(duì)部分產(chǎn)生災(zāi)害的現(xiàn)象提出并模擬了防治措施。論文的研究結(jié)果是地質(zhì)災(zāi)害防治和工程建設(shè)的理論基礎(chǔ)。
　　論文的具體工作如下:
　　針對(duì)黏性顆粒體側(cè)重研究流體

2、的壓力傳播和影響。建立了黏性顆粒體流固耦合模型，先在小的滲透壓作用下，驗(yàn)證達(dá)西流動(dòng)的壓力傳播，然后增大滲透壓，對(duì)顆粒體進(jìn)行細(xì)觀分析，研究滲透壓力與顆粒體細(xì)觀結(jié)構(gòu)演變間的規(guī)律，最后模擬水力劈裂，研究注水壓力與顆粒體細(xì)觀結(jié)構(gòu)演變規(guī)律。
　　針對(duì)無(wú)黏性顆粒體主要研究流體壓力作用下顆粒體的流失情況。在簡(jiǎn)化的Navier-Stokes方程上，采用基于離散顆粒模型的兩相流模擬方法，建立無(wú)黏性顆粒體流固耦合模型。首先模擬了達(dá)西流，然后模擬在地質(zhì)

3、和工程建設(shè)中常見(jiàn)的流土和管涌，分析流土和管涌的出現(xiàn)和發(fā)展，并且著重研究該過(guò)程中顆粒體的細(xì)觀結(jié)構(gòu)演變情況，最后結(jié)合常見(jiàn)的防止災(zāi)害措施，模擬分析這些措施的可行性及其防治原理。
　　全文對(duì)顆粒體的細(xì)觀分析主要分兩個(gè)方向進(jìn)行，一是分析顆粒間彼此作用形成的力鏈網(wǎng)絡(luò)、位移場(chǎng)、速度場(chǎng)，研究顆粒體內(nèi)部力的傳遞特征、顆粒體的移動(dòng)規(guī)律;二是分析局部顆粒體形成的顆粒體元胞，通過(guò)對(duì)其采用近似連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的方法分析顆粒體局部元胞受力及變形情況，獲得顆粒體局