同济大学学报(自然科学版)

作者：孙宇麒，禹海涛

单位：1.同济大学 土木工程学院，上海 200092;2.成都理工大学 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川 成都 610059;3.同济大学 土木工程防灾国家重点实验室，上海200092

关键词：非均匀饱和多孔介质,非局部模型,界面传输,裂隙,孔隙

基金：地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室开放基金（SKLGP2022K020）；国家自然科学基金（41922059，42177134）；中央高校基本科研业务费专项资金

非均匀饱和多孔介质流体传输模拟关键在于需要考虑由孔隙、裂隙以及不同渗透性介质组成的强–弱不连续面，但这与经典连续介质力学局部流体模型所定义的偏微分方程是不相容的，从而导致饱和多孔介质渗流模拟的困难。基于统一变分近场动力学的基本思想，提出了一种向量态函数用于描述饱和多孔介质流体的非局部传输作用，并在此基础上建立饱和多孔介质流体输运的非局部空间积分–时间微分型控制方程。该非局部流体输运模型统一描述了流体在强–弱不连续面的力学行为，避免了传统局部力学模型在不连续界面处的导数无定义性，且从理论上证明，当非局部流体模型中的非局部作用半径趋于零时，非局部模型可退化为局部模型。为了消除非局部模型内在的零能模式问题，基于罚函数方法提出一种全隐式的数值求解格式以保证数值计算的精确性。最后通过算例分析，模拟了三维非均匀不连续多孔介质中流体的传输过程，揭示流体穿越物质界面、孔隙和裂隙的力学行为。为研究饱和多孔介质中流体在不连续界面传输的力学行为提供了一种分析模型。

来源：2022年第4期

《同济大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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