權(quán)利要求
1.基于多場(chǎng)耦合模型的地下充填方法,其特征在于:包括構(gòu)建充填體的三維溫度-滲流-力學(xué)-化學(xué)耦合模型;其中,所述耦合模型的化學(xué)場(chǎng)由充填體中的成分與水的水化反應(yīng)產(chǎn)生,且所述耦合模型基于耦合場(chǎng)的力學(xué)平衡條件、物質(zhì)守恒條件、能量守恒條件和化學(xué)反應(yīng)條件構(gòu)建,其中,所述力學(xué)平衡條件通過(guò)如下的力學(xué)平衡模型獲得:
σ=σ'-αpδij(2),
σ'=D(ε-εP)-Kdβs(T-T0)δij(3),
其中,▽表示梯度算子,σ表示總應(yīng)力張量,n表示孔隙度,ρs、ρw和ρg分別表示固體顆粒、孔隙水和孔隙氣體的真實(shí)密度,S表示水的飽和度,g表示重力加速度,σ’表示充填體受到的有效應(yīng)力張量,p=Spw+(1-S)pg表示充填體受到的平均孔隙壓力,pw和pg分別表示孔隙水壓力和孔隙氣壓力,α=1-Kd/Ks表示Biot系數(shù),Kd和Ks分別表示固體骨架和固體顆粒的體積模量,δij表示單位矩陣,D表示充填體的彈性張量,ε和εp分別表示充填體產(chǎn)生的總應(yīng)變和其塑性應(yīng)變張量,T和T0分別表示充填體當(dāng)前溫度和初始溫度,βs表示充填體的固體體積熱膨脹系數(shù);
所述物質(zhì)守恒條件通過(guò)如下的固相物質(zhì)守恒模型、液相物質(zhì)守恒模型及氣相物質(zhì)守恒模型獲得:
S=θ/n,
π=w或π=g,
k=Kμπ/ρπg(shù),π=w或π=g,
ms=(ns–1)/ns,
其中,n表示充填體的孔隙度,t表示充填后的時(shí)間,εv表示充填體的體積應(yīng)變,εd表示充填體經(jīng)水化反應(yīng)生成的固態(tài)水的體積,表示εd的生成速率,Kw表示液體的體積模量,βw表示液體的體積熱膨脹系數(shù),pc=pg-pw表示充填體中的孔隙毛細(xì)吸力,vrw表示孔隙液體的流速,εsh表示充填體中化學(xué)反應(yīng)消耗的液態(tài)水體積,表示εsh的消耗速率,Mg表示氣相的相對(duì)分子質(zhì)量,R表示氣體常數(shù),vrg表示孔隙氣體流速,S表示飽和度,θ表示水的體積百分比,θs表示飽和含水量,θr表示殘余含水量,αs與ns為表征充填體持水能力的參數(shù),μπ表示動(dòng)態(tài)粘滯系數(shù),k表示充填體骨架的真實(shí)滲透系數(shù),K表示導(dǎo)水系數(shù),krw(Seff)、krg(Seff)表示其在孔隙液體、孔隙氣體上的相對(duì)滲透系數(shù),Seff表示有效飽和度;
所述能量守恒條件通過(guò)如下的能量守恒模型獲得:
聲明:
“基于多場(chǎng)耦合模型的地下充填方法及其應(yīng)用” 該技術(shù)專(zhuān)利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專(zhuān)利(論文)的發(fā)明人(作者)