岩体系统渗流场与应力场耦合的广义双重介质模型的应用研究

本文通过实验资料分析, 提出了裂隙岩体应力与渗流之间的分形几何关系式。以研究区岩体系统结构为基础, 提出了岩体系统应力场与渗流场耦合的广义双重介质模型, 并将该模型应用于某水利水电工程的渗流与控制中, 对坝区岩体进行了应力场和渗流场的耦合分析, 取得了比较满意的结果。     

裂隙岩体流固耦合双重介质模型的有限元计算

基于孔隙-裂隙岩体的双重孔隙介质流固耦合计算的微分方程,利用伽辽金有限元法提出的相应有限元公式,并基于岩体分类指标（RQD,RMR）提出了与岩体应力状态相关的渗透系数计算公式。编制了相应的有限元程序并给出了应用算例,将计算结果与相关文献作了比较,得出相关结论。     

多尺度有限单元法求解非均质多孔介质中的三维地下水流问题

应用多尺度有限单元法模拟非均质多孔介质中的三维地下水流问题。与传统有限单元法相比，多尺度有限单元法的基函数具有能反映单元内参数变化的优点，所以这种方法能在大尺度上抓住解的小尺度特征获得较精确的解。在介绍多尺度有限单元法求解非均质多孔介质中三维地下水流问题的基本原理之后，对参数水平方向渐变垂直方向突变的非均质多孔介质中的三维地下水流和Borden实验场的三维地下水流分别用多尺度有限单元法和传统等参有限单元法进行了计算，结果表明在模拟高度非均质多孔介质中的三维地下水流问题时，多尺度有限单元法比传统有限单元法有效，既节省计算量又有较高的精度；在模拟非均质性弱的多孔介质中的三维地下水流问题时，多尺度有限单元法虽然也能在大尺度上获得较为精确的解，但效果不明显。     

A TIME-STEPPING FINITE ELEMENT METHOD FOR ANALYSIS OF CONTAMINANT TRANSPORT IN FRACTURED POROUS MEDIA

This paper describes the development of a finite element method for analysing contaminant transport in double-porosity geomaterials using a time-stepping approach. In many cases, double-porosity models may be used to represent fractured rock formations and fissured soils. A distinctive feature of utilizing this kind of model is that it is not necessary to have an intimate knowledge of the nature, distribution and properties of individual fractures and fracture arrangement since the fracture geometry and details are considered only in an averaged or equivalent continuum sense. The flux exchange that occurs between the fluid in the fractures and in the solid matrix is represented by a linear heriditary process. This has the consequence that in order to carry the solution forward from time t to t+Δt, it is necessary to know and to store the complete contaminant history up to time t. This paper shows that all the hereditary information necessary to carry the solution forward is contained in the values of certain hereditary variables at time t so that it is not necessary to store the complete time history and consequently a more efficient numerical process can be developed.     

变形介质流固耦合渗流的数值模型及其应用

在地下流体的开采过程中,随着地下流体的不断采出,必然造成孔隙流体压力的逐渐降低,由此导致储层岩石骨架的有效应力增大,地层产生变形或压实,甚至造成地表沉陷.针对饱和土固结问题,利用可变形多孔介质中流体渗流的流固耦合有限元数值模型,对该问题进行了数值模拟.同时,对油井开采过程进行了模拟.      

动态预测油藏有效应力的三维弹塑性有限元模型

本文根据油藏应力与渗流相互作用的耦合机理,建立了一个用于油藏有效应力动态预测的三维弹塑性模型。该模型强调了油藏在注采交变载荷作用下应力与渗流的力学耦合效应,以及油藏岩石弹塑性变形的力学特性,并采用弹塑性增量有限元法求解,最后给出了算例.      

有效压力对低渗透多孔介质孔隙度、渗透率的影响

以低渗透多孔介质为研究对象,通过实验得出孔隙度、渗透率随有效压力变化曲线。研究表明,流体在低渗透多孔介质中渗流时,流固耦合效应十分显著。这是因为低渗透多孔介质的孔隙很小,而孔隙度的微小变化,都会对渗透率产生大的影响,因此低渗透介质随有效应力的变化十分明显。由于流固耦合效应的存在,在低渗透油气藏的开发中,不宜采用降压开采,进行油藏数值模拟时,也应进行油藏流固耦合数值模拟。      

总磷运移二维模型的有限元法

水库中总磷的浓度是水库富营养化的重要指标，根据水库水环境条件，给出污染质总磷运移的二维数学模型；采用Galerlom有限元法进行求解，并给制了等值线图，得到水库中总磷的时空变化规律，为防治水库污染、选择最佳处理方案提供科学理论依据。     

比奥固结有限元中参数正交敏感性分析

用邓肯-张模型求解比奥平面固结有限元涉及到的参数较多,本文通过正交试验研究参数共同随机变化对软土地基固结沉降的影响,发现其中的k、c、G、和F对整个固结沉降过程的影响是高度显著的; Pc在固结的初期影响是显著的;在其他参数变异较大时,Rf对固结沉降的影响相对较小,常渗透系数Kz在固结初期影响显著。本文结果对模型参数的取值、反演、随机分析以及固结沉降的估计具有参考价值。     

含节理黄土渗流数值模型研究

本文建立了在考虑黄土中有节理存在时,水分场数值计算的有限元方法。采用质量守恒的观点推导了质点元中饱和度的变化与流速的关系。进而利用达西定律得到以水头为变量的渗流基本方程。针对黄土垂直节理的渗流特点,确定了节理渗流基本方程中的参数。采用四边形等参元,利用Galerkin加权余量法建立考虑节理影响的黄土非饱和渗流的有限元形式。对局部水头边界条件下的黄土节理二维水分入渗问题进行了数值分析。结果表明,节理对黄土场地湿润峰的迁移有很大影响。     

NON-LINEAR WAVE-INDUCED RESPONSE OF POROUS SEABED: A FINITE ELEMENT ANALYSIS

Conventional investigations of waves–seabed interaction problems have been only concerned with the soil response due to two-dimensional linear progressive waves over a uniform seabed. However, the effects of non-linear waves which have been reported in the literature may be significantly different. In this paper, a finite element model is developed to investigate the non-linear wave-induced seabed response with variable permeability and shear modulus in a three-dimensional domain. The finite element formulations are fully presented in this paper. The numerical model is verified with the previous investigations through the reduced form of the present solution. The numerical results indicate that the influence of non-linear wave components cannot always be ignored without substantial error. Furthermore, the wave-induced seabed response is affected significantly by variable permeability in coarser seabeds and variable shear modulus in finer seabeds. © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd.     

三维有限单元反演的数学方法

以三维节理单元为基础,讨论了利用三维双节点节理单元模型反演地形变资料的理论基础及方法的应用,推导了具体应用的有限元公式及反演的数学公式,并编制了相应的计算程序。最后,通过模型实例的实际计算,研究了方法的可行性。      

双层介质中潜水井稳定渗流的有限单元分析

均质含水层中的自由水面(潜水)问题,虽然有各种各样的分析解和近似解,但对非均质条件还缺乏合理的解答。目前虽可采用虚构流网的概念相当准确地计算侧向补给情况的潜水井流量,但由于这种方法不能计算渗流场的水头分布,仍不易把它引用到不稳定渗流问题中去。     

利用地球化学测井-密度测井建立的孔隙度解释模型及其校正分析

地球化学测井能给出二十余种元素的含量,根据矿物组合模型、元素含量与矿物的转换关系可以得到岩石的矿物种类及其百分含量,然后得出比较准确的岩石骨架密度。由骨架密度、体积密度、流体密度联合建立孔隙度解释模型。由于骨架密度和体积密度均是动态变量,且都包含有碎屑、杂基、胶结物组分,模型中参数的地质含义和应用条件相互统一,从而使得计算的孔隙度值更加准确。     

激发极化数据二维有限元反演法在金矿勘探中的应用

给出电阻率、激发极化法数据的二维有限元反演方法和原理 ,并将此方法用于高龙金矿电法勘探资料解释中 ,解释结果与已知地质资料基本吻合。由此证明 ,利用双线性模型进行二维反演的有效性及其独特的优点。     

四川盆地西部须家河组致密砂岩成岩作用与孔隙演化模式

应用各种实验分析手段，对四川盆地西部上三叠统须家河组致密砂岩成岩作用进行研究，找出砂岩结构致密的症结所在；成岩作用与油气的研究，建立起该区致密砂岩成岩作用序列以及孔隙演化模式，为储层、油气藏的形成、研究提供了重要依据和信息。     

CS2: A PIECEWISE-LINEAR MODEL FOR LARGE STRAIN CONSOLIDATION

This paper presents a piecewise-linear finite-difference model for one-dimensional large strain consolidation called CS2. CS2 is developed using a fixed Eulerian co-ordinate system and constitutive relationships which are defined by discrete data points. The model is dimensionless such that solutions are independent of the initial height of the compressible layer and the absolute magnitude of the hydraulic conductivity of the soil. The capability of CS2 is illustrated using four example problems involving small strain, large strain, self-weight, and non-linear constitutive relationships. In each case, the performance of the model is comparable to other available analytical and numerical solutions. Using CS2, correction factors are developed for the conventional Terzaghi theory which account for the effect of vertical strain on computed values by elapsed time and maximum excess pore pressure during consolidation. © 1997 John Wiley & Sons, Ltd.     

电导率分块连续变化的二维MT有限元模拟（Ⅱ）

用有限单元法进行电导率分块连续变化的二维大地电磁场的模拟，本文的第一部分给出有限单元法系数矩阵的计算公式，这部分给出四个模型的计算结果。在有限元中，分别采用双线性播值和双二次插值，计算结果与解析法或有限差分法进行对比，吻合得很好。算例表明，本方法具有计算精度高、网络剖分简单、模拟功能强的优点。     

电导率分块连续变化的二维MT有限元模拟（Ⅰ）

用有限元法进行电导率分块连续变化的二维大地电磁的模拟。本文第一部分给了有限元法系数矩阵的计算公式，可用于编制有限元法的计算程度。模型上的计算结果和计算精度的分析交城本文的第二部分介绍。