含裂隙饱和多孔介质流-固耦合的扩展有限元分析

• 作者: 夏晓舟 王荣华 章青
• 来源期刊: 岩土力学
• 关键词: 裂隙 饱和多孔介质 渗流 扩展有限元 全耦合
• 年，卷（期）: 2017,（5）
• 所属期刊栏目: 数值分析
• 页码范围: 1489-1496
• 页数: 8页
• 分类号: TU452
• 语种: 中文
• DOI: 10.16285/j.rsm.2017.05.032

摘要

基于应力平衡方程、渗流连续性方程以及改进的Biot有效应力原理,建立了含裂隙可变形饱和多孔介质流-固全耦合问题的控制方程.流体在介质和裂隙中的流动均满足达西定律,得到的非线性全耦合方程不仅反映多孔介质内部物理量的耦合效应,还考虑介质与裂隙之间的耦合作用.扩展有限元法在处理含裂隙问题时具有独特的优势,采用普通有限元和扩展有限元法构建了数值计算体系.在进行空间离散时,介质内部的位移和孔隙压力均采用普通的有限元进行离散;裂隙处的位移模式引入扩展有限元中的两类附加位移函数,以反映裂隙面的位移强不连续性和裂隙端部的应力奇异性;引入孔隙压力加强函数,以体现裂隙法向孔隙压力的弱不连续特征.使用向后差分格式进行时间离散.算例验证了该模型和算法的正确性和有效性,分析了裂隙的存在对流体流动的延迟作用、裂隙中张开位移及孔隙压力等物理量的分布情况,讨论了渗透率、外部流量的改变对计算结果的影响.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	夏晓舟	河海大学力学与材料学院工程力学系	42	168	7.0	11.0
2	章青	河海大学力学与材料学院工程力学系	111	1177	17.0	30.0
3	王荣华	河海大学力学与材料学院工程力学系	1	12	1.0	1.0