《多孔介質多場耦合作用及其工程回響》是2010年科學出版社出版的圖書，作者是趙陽升。
基本介紹
- 書名：多孔介質多場耦合作用及其工程回響
- 作者：趙陽升
- ISBN： 9787030275738
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2010年6月1日
- 開本：16
內容簡介,目錄,
內容簡介
本書先介紹了多孔介質固體、流體特性與普遍的守恆定律以及滲流力學、固體力學、傳熱傳質學、熱力學與反應動力學、逾滲理論、數值解法的核心內容，這些也是本書的基礎理論。本書用12章的篇幅介紹了各種多孔介質多場耦合作用的實驗方法、實驗設備和新的物性規律，詳細論述了其理論架構、各類耦合問題的理論、相關工藝與工程實例。
書中內容囊括了作者及其學術團隊二十多年的大量研究成果，也涵蓋了國內外相關研究的最新進展。
本書可作為資源能源、土木、環境、地質、力學、物理學、化學等工程與科學領域的工程技術人員、研究者、本科生、碩士與博士研究生的重要參考書。
書中內容囊括了作者及其學術團隊二十多年的大量研究成果，也涵蓋了國內外相關研究的最新進展。
本書可作為資源能源、土木、環境、地質、力學、物理學、化學等工程與科學領域的工程技術人員、研究者、本科生、碩士與博士研究生的重要參考書。
目錄
序
前言
第1章 固體介質宏細觀組構、結構與特性
1.1 岩石
1.1.1 岩石和礦物
1.1.2 岩石的分類
1.1.3 決定岩石物理性質的主要因素
1.2 岩石孔隙的基本性質
1.2.1 孔隙率與有效孔隙率
1.2.2 孔隙率、結構和排列
1.2.3 孔隙率的測定方法
1.2.4 比面
1.3 煤體孔隙的分布特徵
1.3.1 煤體孔隙的成因分類
1.3.2 煤體孔隙的孔徑分類
1.3.3 高精度顯微CT試驗系統
1.3.4 煤體孔隙的空間分布狀態
1.4 幾類砂岩的孔隙分布
1.4.1 砂岩孔隙的CT掃描分析
1.4.2 粗、中、細砂岩中最大孔隙團空間隨機分布狀態
1.4.3 孔隙率對連通團數量和孔隙團表面積的影響
1.5 岩體裂縫的描述與統計分析
1.5.1 分類和定義
1.5.2 裂縫的基本參數
1.5.3 裂縫的測量
1.6 岩體裂縫系統二維分形分布規律
1.6.1 岩體裂縫分布的分形方法
1.6.2 岩體裂縫走向不分組的分形規律與無標度區
1.6.3 岩體裂隙走向分組的分形規律
1.6.4 二維裂縫分布的分形仿真
1.6.5 岩層裂縫數量分形分布相關規律
1.7 岩體裂縫面的三維分形分布
1.7.1 岩體裂縫面數量分布的三維分形分析方法
1.7.2 強隨機分布的裂縫面數量的三維分形分布規律
1.7.3 弱隨機分布的裂縫面數量服從三維分形分布規律
1.7.4 強隨機分布裂縫面數量二維與三維分形參數相關規律
第2章 流體的組構與特性
2.1 流體
2.1.1 流體的物理屬性
2.1.2 流體質點的概念
2.1.3 流體的分類
2.2 流體的基本性質
2.2.1 流體的密度
2.2.2 流體的黏度
2.2.3 流體的壓縮係數
2.3 地下水與含水層
2.3.1 垂直剖面上的地下水分布
2.3.2 含水層的分類
2.3.3 含水層的性態
2.4 石油、天然氣與煤層氣
2.4.1 石油與天然氣
2.4.2 煤層氣
2.5 超臨界流體
第3章 連續介質理論與普遍的守恆定律
3.1 連續介質理論
3.1.1 多孔介質與連續介質
3.1.2 流體簡化作連續介質的方法
3.1.3 多孔介質的連續介質理論與方法
3.2 岩體介質性態的分類
3.2.1 裂隙岩體的特徵體積
3.2.2 岩石骨架介質類型
3.3 多孔介質中的流體輸運速度
3.3.1 多組分流體的質量、體積平均速度
3.3.2 實質導數
3.4 普遍的守恆定律
3.5 流體連續介質的質量、動量和能量守恆方程
第4章 流體在多孔介質中的傳輸理論
4.1 不變形多孔介質中的質量守恆
4.1.1 基本連續性方程
4.1.2 不可壓縮流體滲流的控制方程
4.1.3 可壓縮流體滲流的控制方程
4.2 可壓密介質中的質量守恆
4.2.1 固體骨架的可壓縮性
4.2.2 只有垂向壓密的問題
4.2.3 三相與三維的壓密問題
4.3 承壓含水層和越流含水層中的流動
4.3.1 承壓含水層中的流動
4.3.2 越流含水層中的流動
4.4 流函式與勢函式
4.5 初邊值條件
4.5.1 解的適定性問題
4.5.2 給定勢的邊界
4.5.3 給定通量的邊界
4.6 裂隙岩體的滲流模型
4.6.1 裂隙網路滲流模型
4.6.2 擬連續介質滲流模型
第5章 固體力學基礎
5.1 應力分析及應力平衡方程
5.1.1 應力
5.1.2 應力平衡微分方程
5.1.3 斜面上的應力
5.1.4 主應力
5.2 應變分析及變形協調方程
5.2.1 應變
5.2.2 應變分量的坐標變換式
5.2.3 變形協調方程
5.3 應力與應變關係
5.4 彈性力學問題的數學模型及解法
5.4.1 數學模型
5.4.2 彈性力學問題的解法
5.4.3 聖維南原理與疊加原理
5.5 彈性力學的平面問題
5.5.1 平面應變問題
5.5.2 平面應力問題
第6章 傳熱學
6.1 熱量傳輸概述
6.1.1 熱量傳輸方式
6.1.2 傳熱過程與傳熱係數
6.2 熱傳導定律與理論
6.2.1 導熱基本定律
6.2.2 導熱控制方程
6.3 對流傳熱定律與理論
6.3.1 對流換熱概述
6.3.2 對流換熱的控制方程
6.3.3 對流換熱的邊界層微分方程
6.4 熱輻射基本定律
第7章 傳質理論
7.1 傳質的基本方式與傳遞定律
7.1.1 傳質理論的早期發展
7.1.2 擴散傳質
7.1.3 擴散傳質的速度與通量
7.1.4 對流傳質
7.2 傳質微分方程
7.2.1 傳質的質量守恆方程
7.2.2 傳質微分方程的特例
7.2.3 傳質問題的初邊界條件
7.3 氣體、液體與固體中的擴散係數
7.3.1 氣體中的擴散係數
7.3.2 液體與固體中的擴散係數
第8章 熱力學與反應動力學
8.1 熱力學基礎
8.1.1 熱力學狀態和狀態函式
8.1.2 熱力學定律
8.1.3 熱力學基本方程
8.1.4 偏摩爾量和化學勢
8.2 化學平衡和相平衡
8.2.1 化學平衡
8.2.2 相平衡
8.3 化學反應動力學
8.3.1 反應速率方程
8.3.2 典型複雜反應
8.3.3 溫度對反應速率的影響
第9章 逾滲理論
9.1 逾滲現象
9.2 單純孔隙介質的逾滲
9.2.1 定義與方法
9.2.2 二維孔隙介質逾滲規律
9.2.3 三維孔隙介質逾滲規律
9.3 孔隙裂隙雙重介質的逾滲
9.3.1 孔隙裂隙雙重介質的逾滲研究方法
9.3.2 二維單一裂隙多孔介質的逾滲規律
9.3.3 二維孔隙裂隙雙重介質的逾滲規律
9.3.4 三維孔隙裂隙雙重介質逾滲模型
9.3.5 三維孔隙裂隙雙重介質逾滲規律模擬研究
9.4 煤體瓦斯逾滲機理
9.4.1 二維孔隙介質連通團分布規律與滲流機理
9.4.2 二維孔隙裂隙雙重介質連通團分布規律與逾滲機理
9.5 油頁岩熱解的逾滲研究
9.5.1 油頁岩孔隙結構隨溫度的變化規律
9.5.2 不同熱解溫度下油頁岩孔隙結構的三維逾滲規律
第10章 連續介質理論的離散分析方法
10.1 離散分析的發展
10.2 有限差分法
10.3 有限元法
第11章 多孔介質多場耦合作用的本構規律
11.1 岩石的基本力學特性
11.1.1 岩石的全程應力應變曲線
11.1.2 三軸應力下岩石的特性
11.1.3 岩石的破壞機制與強度準則
11.1.4 不連續面的性狀
11.2 岩體滲流的物性方程
11.2.1 線性滲流的物性方程
11.2.2 裂隙介質中的流動定律
11.3 流固耦合作用下滲流規律
11.3.1 應力與孔隙壓作用的滲流特徵
11.3.2 體積應力與孔隙壓共同作用下的滲流規律
11.3.3 體積應力、剪應力與孔隙壓對煤體滲透性的影響
11.3.4 三維應力下側向應力對裂縫滲透係數影響的實驗與理論分析
11.3.5 蠕變、破裂等不可恢復變形下的滲透性變化研究
11.3.6 岩石細觀滲流規律的研究
11.3.7 吸附性氣體的滲流規律
11.3.8 三維應力作用下裂縫中氣體滲流規律
11.3.9 氣液二相流體滲流規律
11.4 有效應力規律
11.5 流體作用下的岩體特性
11.5.1 水對岩體性態的影響
11.5.2 孔隙瓦斯對煤體特性的影響
11.6 THMC耦合作用特性試驗機研製
11.7 熱力(TM)耦合作用特性
11.7.1 高溫下岩石的力學特性
11.7.2 岩石的熱學特性
11.8 THM耦合作用下岩石滲透特徵
11.9 THMC耦合作用的本構規律
11.9.1 氣煤熱解的THMC耦合作用本構規律
11.9.2 鈣芒硝鹽岩溶解滲透力學特性
第12章 多孔介質多場耦合作用的理論架構
12.1 理論架構
12.2 多孔介質多場耦合作用的機理分析
12.2.1 其他物理場對固體介質性態的影響
12.2.2 其他物理場對滲流的影響
12.2.3 其他物理場對熱量傳輸特性的影響
12.2.4 其他物理場對傳質特性的影響
12.3 多孔介質多場耦合作用的耦合數學模型
12.4 解耦策略與方法
第13章 固體變形與液體滲流耦合作用及其套用
13.1 連續介質固體變形與水滲流耦合作用模型及解法
13.1.1 數學模型
13.1.2 連續介質岩體水力學模型的有限元解法
13.2 擬連續介質岩體水力學模型
13.3 裂隙介質岩體水力學模型
13.4 煤層注水工程
13.4.1 煤體滲透特性分類
13.4.2 煤層注水防治衝擊地壓工程
13.4.3 煤層注水防治煤塵
13.4.4 煤層注水軟化中硬煤試驗放頂煤開採
13.5 承壓水上採煤的裂隙介質固流耦合理論
13.5.1 帶壓開採三維裂隙介質固流耦合數學模型
13.5.2 帶壓開採數值模擬
13.5.3 頂板圍岩應力的分布規律
13.5.4 底板圍岩應力分布規律
13.5.5 底板圍岩位移分布規律
13.5.6 太原組含水層水位隨工作面開採的變化規律
13.6 固流耦合相似模擬理論與技術
13.6.1 固流耦合相似理論
13.6.2 固流耦合相似材料配製
13.6.3 三維固流耦合模擬試驗設備
13.6.4 帶壓開採固流耦合模擬試驗研究
13.7 邊坡穩定性分析
13.8 水庫誘發地震
13.9 開採地下水引起的地面沉降
第14章 岩體變形與氣體滲流耦合作用與套用
14.1 煤層瓦斯滲流研究進展
14.2 擬連續介質煤體-瓦斯耦合作用數學模型
14.2.1 煤體瓦斯耦合理論的物理基礎
14.2.2 瓦斯滲流方程
14.2.3 可變形多孔介質的運動方程
14.2.4 固氣耦合數學模型
14.3 固體變形與氣體滲流耦合數學模型的數值解法
14.3.1 瓦斯滲流方程的線性近似
14.3.2 瓦斯滲流方程的泛函及離散
14.3.3 固體變形方程的泛函及離散
14.4 煤礦鑽孔抽放瓦斯的數值分析
14.4.1 試驗區概況及模型簡化
14.4.2 鑽孔抽放瓦斯的數值實驗
14.5 裂隙介質岩體變形與氣體滲流的耦合數學模型
14.5.1 物理基礎
14.5.2 氣體滲流方程
14.5.3 數值解法
14.5.4 瓦斯抽放的數值模擬
14.6 水力割縫改造低滲透煤層的理論與套用
14.6.1 強化低滲透煤層瓦斯抽放的技術原理
14.6.2 水力割縫抽放瓦斯的技術原理
14.6.3 水力割縫抽放瓦斯的數值分析
14.6.4 水力割縫成套裝備的研製
14.6.5 水力割縫強化本煤層瓦斯抽放的工業試驗
第15章 氣液二相流體滲流與固體變形耦合作用與套用
15.1 概述
15.2 裂縫中氣液二相流體滲流的混沌現象與混合介質滲流模型
15.2.1 氣液二相流體的混合滲流數學模型
15.2.2 裂縫中氣液二相流體滲流的數值模擬
15.2.3 裂縫中氣液二相流體滲流模擬實驗
15.3 擬連續介質氣液二相流體滲流與固體變形的耦合數學模型
15.4 氣液二相流體固流耦合作用的工程回響
第16章 固熱耦合作用與套用
16.1 固熱耦合數學模型與工程套用分析
16.1.1 數學模型
16.1.2 凍結法鑿井的固熱耦合分析
16.1.3 耦合分析方法
16.1.4 固熱耦合分析實例
16.2 岩石的熱破裂分析
16.2.1 熱破裂機理分析
16.2.2 花崗岩顆粒尺寸分析
16.2.3 500℃下花崗岩的高溫熱破裂特徵分析
16.2.4 加熱過程中花崗岩的熱破裂演化
16.2.5 花崗岩熱破裂特徵
16.3 岩石熱破裂門檻值的數值實驗
16.3.1 平面隨機非均質熱彈塑性力學模型
16.3.2 數值實驗方法
16.3.3 岩石熱破裂門檻值的數值實驗研究
16.4 隨機介質固熱耦合數學模型與套用分析
16.4.1 基本假設
16.4.2 隨機介質固熱耦合數學模型
16.4.3 數值實驗模型
16.4.4 韋伯分布下岩石熱破裂
16.4.5 指數分布下岩石熱破裂
第17章 固流熱耦合作用與地熱開採和核廢料處置
17.1 裂隙介質固流熱耦合數學模型與求解
17.1.1 物理基礎
17.1.2 裂隙介質固流熱耦合數學模型
17.1.3 求解策略與計算程式設計
17.2 高溫岩體地熱開採的數值實驗
17.2.1 數值試驗的模型簡化
17.2.2 地熱開採過程中熱能遷移規律
17.2.3 地熱開採過程中裂縫水壓及寬度變化規律
17.2.4 裂縫面溫度、應力隨開採時間的變化規律
17.2.5 裂縫寬度隨開採時間的變化規律
17.2.6 出力與壽命的研究
17.3 核廢料處置的固流熱耦合分析
17.3.1 FEBEX原位試驗THM耦合數值模擬
17.3.2 DECOVALEX計畫的BMT1模型的THM耦合數值模擬
第18章 岩體控制壓裂
18.1 經典水力壓裂法及其地應力測量
18.1.1 壓裂方法
18.1.2 理論分析
18.1.3 試驗資料
18.1.4 經典水力壓裂裂縫的擴展規律
18.1.5 水力壓裂的剪下破裂機理
18.2 地面鑽孔控制壓裂的套用
18.2.1 煤層氣開採
18.2.2 水壓致裂法地下處置核廢料
18.2.3 高溫岩體地熱開採的巨型水力壓裂
18.3 鹽類礦床壓裂-溶解理論與套用
18.3.1 鹽類礦床壓裂-溶解理論
18.3.2 水壓致裂形成水平裂縫的機理
18.3.3 芒硝礦開採的群井致裂工業實施
第19章 極不完全熱解反應的熱流固化學耦合作用及油頁岩油氣開採
19.1 引言
19.2 油頁岩原位開採技術
19.3 油頁岩原位注蒸汽開採的熱流固耦合數學模型
19.3.1 基本假設
19.3.2 氣液兩相混合物滲流方程
19.3.3 熱量傳輸方程
19.3.4 岩體變形方程
19.3.5 油頁岩原位注蒸汽開採的熱流固耦合數學模型
19.4 油頁岩原位注蒸汽開採的熱流固耦合數學模型的數值解法
19.5 油頁岩原位注蒸汽開採油氣的數值模擬
19.5.1 水蒸氣、水及油頁岩物理參數
19.5.2 計算模型簡化
19.5.3 數值模擬結果及分析
第20章 較完全熱解反應的THMC耦合作用與礦物開採
20.1 煤炭地下氣化開採
20.2 煤炭地下氣化空間THC耦合作用分析
20.3 煤炭地下氣化煤體THM耦合作用分析
20.4 煤炭地下氣化采場圍岩熱力耦合作用分析
20.4.1 氣化采場煤體圍岩熱力耦合數學模型
20.4.2 氣化采場圍岩溫度場數值模擬
20.4.3 煤炭地下氣化采場礦山壓力分布規律的數值模擬
20.5 天然氣水合物開採
20.5.1 天然氣水合物
20.5.2 開採方法
20.5.3 天然氣水合物減壓法開採的數學模型
20.5.4 減壓法開採天然氣水合物的數值模擬
第21章 較完全溶解反應的THMC耦合作用與鹽礦水溶開採
21.1 引言
21.2 鹽類礦床水溶開採機理
21.2.1 鹽礦水溶機理
21.2.2 鹽類礦物的溶解特性
21.2.3 水溶開採的動力學原理
21.3 水溶開採固流熱傳質耦合數學模型
21.3.1 流體運移方程
21.3.2 固體變形及裂縫變形方程
21.3.3 溶質擴散方程
21.3.4 溶腔中化學流體的熱傳輸方程
21.3.5 水溶開採固流熱傳質耦合數學模型
21.4 鹽礦水溶開採的THMC耦合作用的數值模擬
21.4.1 雙井對流水溶開採的數值模擬
21.4.2 群井控制水溶開採數值模擬
21.5 芒硝礦群井致裂控制水溶開採技術及套用
21.5.1 群井致裂控制水溶開採的技術原理
21.5.2 運城鹽湖芒硝礦區地質簡介
21.5.3 群井致裂連通的工業實施
21.5.4 群井控制水溶開採實施
第22章 極不完全溶解反應的THMC耦合作用與溶浸採礦
22.1 引言
22.2 極不完全溶解反應動力學與物化實驗
22.2.1 鈣芒硝礦溶解機理分析
22.2.2 鈣芒硝礦溶解實驗研究
22.2.3 溶解傳輸的顆粒模型
22.3 鈣芒硝礦床原位水溶開採的HMC耦合數學模型
22.3.1 HMC耦合數學模型
22.3.2 鈣芒硝礦床原位水溶開採的數值模擬
22.3.3 數值模擬結果
22.4 鈣芒硝礦群井致裂壓力浸泡原位水溶開採的工業試驗
22.4.1 鈣芒硝礦的原位溶浸開採方法
22.4.2 群井致裂實施
22.4.3 鈣芒硝礦壓力浸泡原位溶采
22.5 金屬礦的溶浸開採
22.5.1 鈾釷礦的資源特徵
22.5.2 鈾礦的堆浸
22.5.3 鈾礦的原位溶浸開採
22.5.4 銅礦的原位溶浸開採
參考文獻
附錄
前言
第1章 固體介質宏細觀組構、結構與特性
1.1 岩石
1.1.1 岩石和礦物
1.1.2 岩石的分類
1.1.3 決定岩石物理性質的主要因素
1.2 岩石孔隙的基本性質
1.2.1 孔隙率與有效孔隙率
1.2.2 孔隙率、結構和排列
1.2.3 孔隙率的測定方法
1.2.4 比面
1.3 煤體孔隙的分布特徵
1.3.1 煤體孔隙的成因分類
1.3.2 煤體孔隙的孔徑分類
1.3.3 高精度顯微CT試驗系統
1.3.4 煤體孔隙的空間分布狀態
1.4 幾類砂岩的孔隙分布
1.4.1 砂岩孔隙的CT掃描分析
1.4.2 粗、中、細砂岩中最大孔隙團空間隨機分布狀態
1.4.3 孔隙率對連通團數量和孔隙團表面積的影響
1.5 岩體裂縫的描述與統計分析
1.5.1 分類和定義
1.5.2 裂縫的基本參數
1.5.3 裂縫的測量
1.6 岩體裂縫系統二維分形分布規律
1.6.1 岩體裂縫分布的分形方法
1.6.2 岩體裂縫走向不分組的分形規律與無標度區
1.6.3 岩體裂隙走向分組的分形規律
1.6.4 二維裂縫分布的分形仿真
1.6.5 岩層裂縫數量分形分布相關規律
1.7 岩體裂縫面的三維分形分布
1.7.1 岩體裂縫面數量分布的三維分形分析方法
1.7.2 強隨機分布的裂縫面數量的三維分形分布規律
1.7.3 弱隨機分布的裂縫面數量服從三維分形分布規律
1.7.4 強隨機分布裂縫面數量二維與三維分形參數相關規律
第2章 流體的組構與特性
2.1 流體
2.1.1 流體的物理屬性
2.1.2 流體質點的概念
2.1.3 流體的分類
2.2 流體的基本性質
2.2.1 流體的密度
2.2.2 流體的黏度
2.2.3 流體的壓縮係數
2.3 地下水與含水層
2.3.1 垂直剖面上的地下水分布
2.3.2 含水層的分類
2.3.3 含水層的性態
2.4 石油、天然氣與煤層氣
2.4.1 石油與天然氣
2.4.2 煤層氣
2.5 超臨界流體
第3章 連續介質理論與普遍的守恆定律
3.1 連續介質理論
3.1.1 多孔介質與連續介質
3.1.2 流體簡化作連續介質的方法
3.1.3 多孔介質的連續介質理論與方法
3.2 岩體介質性態的分類
3.2.1 裂隙岩體的特徵體積
3.2.2 岩石骨架介質類型
3.3 多孔介質中的流體輸運速度
3.3.1 多組分流體的質量、體積平均速度
3.3.2 實質導數
3.4 普遍的守恆定律
3.5 流體連續介質的質量、動量和能量守恆方程
第4章 流體在多孔介質中的傳輸理論
4.1 不變形多孔介質中的質量守恆
4.1.1 基本連續性方程
4.1.2 不可壓縮流體滲流的控制方程
4.1.3 可壓縮流體滲流的控制方程
4.2 可壓密介質中的質量守恆
4.2.1 固體骨架的可壓縮性
4.2.2 只有垂向壓密的問題
4.2.3 三相與三維的壓密問題
4.3 承壓含水層和越流含水層中的流動
4.3.1 承壓含水層中的流動
4.3.2 越流含水層中的流動
4.4 流函式與勢函式
4.5 初邊值條件
4.5.1 解的適定性問題
4.5.2 給定勢的邊界
4.5.3 給定通量的邊界
4.6 裂隙岩體的滲流模型
4.6.1 裂隙網路滲流模型
4.6.2 擬連續介質滲流模型
第5章 固體力學基礎
5.1 應力分析及應力平衡方程
5.1.1 應力
5.1.2 應力平衡微分方程
5.1.3 斜面上的應力
5.1.4 主應力
5.2 應變分析及變形協調方程
5.2.1 應變
5.2.2 應變分量的坐標變換式
5.2.3 變形協調方程
5.3 應力與應變關係
5.4 彈性力學問題的數學模型及解法
5.4.1 數學模型
5.4.2 彈性力學問題的解法
5.4.3 聖維南原理與疊加原理
5.5 彈性力學的平面問題
5.5.1 平面應變問題
5.5.2 平面應力問題
第6章 傳熱學
6.1 熱量傳輸概述
6.1.1 熱量傳輸方式
6.1.2 傳熱過程與傳熱係數
6.2 熱傳導定律與理論
6.2.1 導熱基本定律
6.2.2 導熱控制方程
6.3 對流傳熱定律與理論
6.3.1 對流換熱概述
6.3.2 對流換熱的控制方程
6.3.3 對流換熱的邊界層微分方程
6.4 熱輻射基本定律
第7章 傳質理論
7.1 傳質的基本方式與傳遞定律
7.1.1 傳質理論的早期發展
7.1.2 擴散傳質
7.1.3 擴散傳質的速度與通量
7.1.4 對流傳質
7.2 傳質微分方程
7.2.1 傳質的質量守恆方程
7.2.2 傳質微分方程的特例
7.2.3 傳質問題的初邊界條件
7.3 氣體、液體與固體中的擴散係數
7.3.1 氣體中的擴散係數
7.3.2 液體與固體中的擴散係數
第8章 熱力學與反應動力學
8.1 熱力學基礎
8.1.1 熱力學狀態和狀態函式
8.1.2 熱力學定律
8.1.3 熱力學基本方程
8.1.4 偏摩爾量和化學勢
8.2 化學平衡和相平衡
8.2.1 化學平衡
8.2.2 相平衡
8.3 化學反應動力學
8.3.1 反應速率方程
8.3.2 典型複雜反應
8.3.3 溫度對反應速率的影響
第9章 逾滲理論
9.1 逾滲現象
9.2 單純孔隙介質的逾滲
9.2.1 定義與方法
9.2.2 二維孔隙介質逾滲規律
9.2.3 三維孔隙介質逾滲規律
9.3 孔隙裂隙雙重介質的逾滲
9.3.1 孔隙裂隙雙重介質的逾滲研究方法
9.3.2 二維單一裂隙多孔介質的逾滲規律
9.3.3 二維孔隙裂隙雙重介質的逾滲規律
9.3.4 三維孔隙裂隙雙重介質逾滲模型
9.3.5 三維孔隙裂隙雙重介質逾滲規律模擬研究
9.4 煤體瓦斯逾滲機理
9.4.1 二維孔隙介質連通團分布規律與滲流機理
9.4.2 二維孔隙裂隙雙重介質連通團分布規律與逾滲機理
9.5 油頁岩熱解的逾滲研究
9.5.1 油頁岩孔隙結構隨溫度的變化規律
9.5.2 不同熱解溫度下油頁岩孔隙結構的三維逾滲規律
第10章 連續介質理論的離散分析方法
10.1 離散分析的發展
10.2 有限差分法
10.3 有限元法
第11章 多孔介質多場耦合作用的本構規律
11.1 岩石的基本力學特性
11.1.1 岩石的全程應力應變曲線
11.1.2 三軸應力下岩石的特性
11.1.3 岩石的破壞機制與強度準則
11.1.4 不連續面的性狀
11.2 岩體滲流的物性方程
11.2.1 線性滲流的物性方程
11.2.2 裂隙介質中的流動定律
11.3 流固耦合作用下滲流規律
11.3.1 應力與孔隙壓作用的滲流特徵
11.3.2 體積應力與孔隙壓共同作用下的滲流規律
11.3.3 體積應力、剪應力與孔隙壓對煤體滲透性的影響
11.3.4 三維應力下側向應力對裂縫滲透係數影響的實驗與理論分析
11.3.5 蠕變、破裂等不可恢復變形下的滲透性變化研究
11.3.6 岩石細觀滲流規律的研究
11.3.7 吸附性氣體的滲流規律
11.3.8 三維應力作用下裂縫中氣體滲流規律
11.3.9 氣液二相流體滲流規律
11.4 有效應力規律
11.5 流體作用下的岩體特性
11.5.1 水對岩體性態的影響
11.5.2 孔隙瓦斯對煤體特性的影響
11.6 THMC耦合作用特性試驗機研製
11.7 熱力(TM)耦合作用特性
11.7.1 高溫下岩石的力學特性
11.7.2 岩石的熱學特性
11.8 THM耦合作用下岩石滲透特徵
11.9 THMC耦合作用的本構規律
11.9.1 氣煤熱解的THMC耦合作用本構規律
11.9.2 鈣芒硝鹽岩溶解滲透力學特性
第12章 多孔介質多場耦合作用的理論架構
12.1 理論架構
12.2 多孔介質多場耦合作用的機理分析
12.2.1 其他物理場對固體介質性態的影響
12.2.2 其他物理場對滲流的影響
12.2.3 其他物理場對熱量傳輸特性的影響
12.2.4 其他物理場對傳質特性的影響
12.3 多孔介質多場耦合作用的耦合數學模型
12.4 解耦策略與方法
第13章 固體變形與液體滲流耦合作用及其套用
13.1 連續介質固體變形與水滲流耦合作用模型及解法
13.1.1 數學模型
13.1.2 連續介質岩體水力學模型的有限元解法
13.2 擬連續介質岩體水力學模型
13.3 裂隙介質岩體水力學模型
13.4 煤層注水工程
13.4.1 煤體滲透特性分類
13.4.2 煤層注水防治衝擊地壓工程
13.4.3 煤層注水防治煤塵
13.4.4 煤層注水軟化中硬煤試驗放頂煤開採
13.5 承壓水上採煤的裂隙介質固流耦合理論
13.5.1 帶壓開採三維裂隙介質固流耦合數學模型
13.5.2 帶壓開採數值模擬
13.5.3 頂板圍岩應力的分布規律
13.5.4 底板圍岩應力分布規律
13.5.5 底板圍岩位移分布規律
13.5.6 太原組含水層水位隨工作面開採的變化規律
13.6 固流耦合相似模擬理論與技術
13.6.1 固流耦合相似理論
13.6.2 固流耦合相似材料配製
13.6.3 三維固流耦合模擬試驗設備
13.6.4 帶壓開採固流耦合模擬試驗研究
13.7 邊坡穩定性分析
13.8 水庫誘發地震
13.9 開採地下水引起的地面沉降
第14章 岩體變形與氣體滲流耦合作用與套用
14.1 煤層瓦斯滲流研究進展
14.2 擬連續介質煤體-瓦斯耦合作用數學模型
14.2.1 煤體瓦斯耦合理論的物理基礎
14.2.2 瓦斯滲流方程
14.2.3 可變形多孔介質的運動方程
14.2.4 固氣耦合數學模型
14.3 固體變形與氣體滲流耦合數學模型的數值解法
14.3.1 瓦斯滲流方程的線性近似
14.3.2 瓦斯滲流方程的泛函及離散
14.3.3 固體變形方程的泛函及離散
14.4 煤礦鑽孔抽放瓦斯的數值分析
14.4.1 試驗區概況及模型簡化
14.4.2 鑽孔抽放瓦斯的數值實驗
14.5 裂隙介質岩體變形與氣體滲流的耦合數學模型
14.5.1 物理基礎
14.5.2 氣體滲流方程
14.5.3 數值解法
14.5.4 瓦斯抽放的數值模擬
14.6 水力割縫改造低滲透煤層的理論與套用
14.6.1 強化低滲透煤層瓦斯抽放的技術原理
14.6.2 水力割縫抽放瓦斯的技術原理
14.6.3 水力割縫抽放瓦斯的數值分析
14.6.4 水力割縫成套裝備的研製
14.6.5 水力割縫強化本煤層瓦斯抽放的工業試驗
第15章 氣液二相流體滲流與固體變形耦合作用與套用
15.1 概述
15.2 裂縫中氣液二相流體滲流的混沌現象與混合介質滲流模型
15.2.1 氣液二相流體的混合滲流數學模型
15.2.2 裂縫中氣液二相流體滲流的數值模擬
15.2.3 裂縫中氣液二相流體滲流模擬實驗
15.3 擬連續介質氣液二相流體滲流與固體變形的耦合數學模型
15.4 氣液二相流體固流耦合作用的工程回響
第16章 固熱耦合作用與套用
16.1 固熱耦合數學模型與工程套用分析
16.1.1 數學模型
16.1.2 凍結法鑿井的固熱耦合分析
16.1.3 耦合分析方法
16.1.4 固熱耦合分析實例
16.2 岩石的熱破裂分析
16.2.1 熱破裂機理分析
16.2.2 花崗岩顆粒尺寸分析
16.2.3 500℃下花崗岩的高溫熱破裂特徵分析
16.2.4 加熱過程中花崗岩的熱破裂演化
16.2.5 花崗岩熱破裂特徵
16.3 岩石熱破裂門檻值的數值實驗
16.3.1 平面隨機非均質熱彈塑性力學模型
16.3.2 數值實驗方法
16.3.3 岩石熱破裂門檻值的數值實驗研究
16.4 隨機介質固熱耦合數學模型與套用分析
16.4.1 基本假設
16.4.2 隨機介質固熱耦合數學模型
16.4.3 數值實驗模型
16.4.4 韋伯分布下岩石熱破裂
16.4.5 指數分布下岩石熱破裂
第17章 固流熱耦合作用與地熱開採和核廢料處置
17.1 裂隙介質固流熱耦合數學模型與求解
17.1.1 物理基礎
17.1.2 裂隙介質固流熱耦合數學模型
17.1.3 求解策略與計算程式設計
17.2 高溫岩體地熱開採的數值實驗
17.2.1 數值試驗的模型簡化
17.2.2 地熱開採過程中熱能遷移規律
17.2.3 地熱開採過程中裂縫水壓及寬度變化規律
17.2.4 裂縫面溫度、應力隨開採時間的變化規律
17.2.5 裂縫寬度隨開採時間的變化規律
17.2.6 出力與壽命的研究
17.3 核廢料處置的固流熱耦合分析
17.3.1 FEBEX原位試驗THM耦合數值模擬
17.3.2 DECOVALEX計畫的BMT1模型的THM耦合數值模擬
第18章 岩體控制壓裂
18.1 經典水力壓裂法及其地應力測量
18.1.1 壓裂方法
18.1.2 理論分析
18.1.3 試驗資料
18.1.4 經典水力壓裂裂縫的擴展規律
18.1.5 水力壓裂的剪下破裂機理
18.2 地面鑽孔控制壓裂的套用
18.2.1 煤層氣開採
18.2.2 水壓致裂法地下處置核廢料
18.2.3 高溫岩體地熱開採的巨型水力壓裂
18.3 鹽類礦床壓裂-溶解理論與套用
18.3.1 鹽類礦床壓裂-溶解理論
18.3.2 水壓致裂形成水平裂縫的機理
18.3.3 芒硝礦開採的群井致裂工業實施
第19章 極不完全熱解反應的熱流固化學耦合作用及油頁岩油氣開採
19.1 引言
19.2 油頁岩原位開採技術
19.3 油頁岩原位注蒸汽開採的熱流固耦合數學模型
19.3.1 基本假設
19.3.2 氣液兩相混合物滲流方程
19.3.3 熱量傳輸方程
19.3.4 岩體變形方程
19.3.5 油頁岩原位注蒸汽開採的熱流固耦合數學模型
19.4 油頁岩原位注蒸汽開採的熱流固耦合數學模型的數值解法
19.5 油頁岩原位注蒸汽開採油氣的數值模擬
19.5.1 水蒸氣、水及油頁岩物理參數
19.5.2 計算模型簡化
19.5.3 數值模擬結果及分析
第20章 較完全熱解反應的THMC耦合作用與礦物開採
20.1 煤炭地下氣化開採
20.2 煤炭地下氣化空間THC耦合作用分析
20.3 煤炭地下氣化煤體THM耦合作用分析
20.4 煤炭地下氣化采場圍岩熱力耦合作用分析
20.4.1 氣化采場煤體圍岩熱力耦合數學模型
20.4.2 氣化采場圍岩溫度場數值模擬
20.4.3 煤炭地下氣化采場礦山壓力分布規律的數值模擬
20.5 天然氣水合物開採
20.5.1 天然氣水合物
20.5.2 開採方法
20.5.3 天然氣水合物減壓法開採的數學模型
20.5.4 減壓法開採天然氣水合物的數值模擬
第21章 較完全溶解反應的THMC耦合作用與鹽礦水溶開採
21.1 引言
21.2 鹽類礦床水溶開採機理
21.2.1 鹽礦水溶機理
21.2.2 鹽類礦物的溶解特性
21.2.3 水溶開採的動力學原理
21.3 水溶開採固流熱傳質耦合數學模型
21.3.1 流體運移方程
21.3.2 固體變形及裂縫變形方程
21.3.3 溶質擴散方程
21.3.4 溶腔中化學流體的熱傳輸方程
21.3.5 水溶開採固流熱傳質耦合數學模型
21.4 鹽礦水溶開採的THMC耦合作用的數值模擬
21.4.1 雙井對流水溶開採的數值模擬
21.4.2 群井控制水溶開採數值模擬
21.5 芒硝礦群井致裂控制水溶開採技術及套用
21.5.1 群井致裂控制水溶開採的技術原理
21.5.2 運城鹽湖芒硝礦區地質簡介
21.5.3 群井致裂連通的工業實施
21.5.4 群井控制水溶開採實施
第22章 極不完全溶解反應的THMC耦合作用與溶浸採礦
22.1 引言
22.2 極不完全溶解反應動力學與物化實驗
22.2.1 鈣芒硝礦溶解機理分析
22.2.2 鈣芒硝礦溶解實驗研究
22.2.3 溶解傳輸的顆粒模型
22.3 鈣芒硝礦床原位水溶開採的HMC耦合數學模型
22.3.1 HMC耦合數學模型
22.3.2 鈣芒硝礦床原位水溶開採的數值模擬
22.3.3 數值模擬結果
22.4 鈣芒硝礦群井致裂壓力浸泡原位水溶開採的工業試驗
22.4.1 鈣芒硝礦的原位溶浸開採方法
22.4.2 群井致裂實施
22.4.3 鈣芒硝礦壓力浸泡原位溶采
22.5 金屬礦的溶浸開採
22.5.1 鈾釷礦的資源特徵
22.5.2 鈾礦的堆浸
22.5.3 鈾礦的原位溶浸開採
22.5.4 銅礦的原位溶浸開採
參考文獻
附錄
