固液耦合试验材料研究的新进展.doc

研究生课程论文封面 （2013—2014学年第二学期） 论文题目：研究固液耦合试验相似材料的发展 姓名：　　　 杨浩魏　　　 　 学号：　　　 211302020037　 年级： 研13 级 专业：　　　 　矿业工程 学院：　　 　能源科学与工程学院　　　 　 注意事项： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 课程名称：　 相似理论与相似试验 课程类型：　　　　选修课 　 　　 授课教师： 魏世明 学时： 36 学分： 2.0 论文得分 批阅人签字 　 批阅意见： 固液耦合试验相似材料的研究进展 杨浩魏 (河南理工大学能源科学与工程学院,河南 焦作454003) 摘 要:固液耦合是液体流场与应力场的耦合作用，重点在于了解固体介质与液体介质之间的力学耦合规律。国内外不少机构和学者对固液耦合相似材料进行探索，从以往的仅关注相似材料的力学强度，到后来注重相似材料的亲水性、塑性和水理性的相似。本人认为液体在地下岩石中渗透，还存在浮力和水化性，这些因素同样也对岩石的强度存在一定影响。 关键词:固液耦合；相似材料；研究进展 Research progress of solid-liquid coupling experiment’s similar materials YANG Hao-wei (School of Energy Science and Engineering, Henan Polytechnic University，Jiaozuo 454003，China) Abstract: Solid-liquid coupling is liquid flow field and stress field coupling effect, which is focused on understanding the mechanical coupling between solid media and liquid media. From the past only focused on mechanical strength of similar materials, and then pay attention to the similar material of rational similar hydrophilicity, plasticity and water, many institutions and scholars at home and abroad make some studies of solid-liquid coupling similar material.I think these factors that is the fluid buoyancy and hydration in the rock seepage also have a certain influence on the strength of the rock. Key words：Solid-liquid coupling ; Similar materials; Research progress 1 引言 固液耦合是指岩体工程中流体(液体)与固体(岩体，煤体等)间的相互作用，由于流体的流动与岩体的变形和破坏产生耦合，因此它主要是研究岩体破裂后引起渗透性的演变及其力学行为受到的影响[1]。固液耦合问题的研究辐射到许多工程技术研究领域，如采矿工程，石油工程，土木工程，环境工程，地下工程，水利水电工程等[2]，因此，成功地研究和运用固液耦合规律可以有效地控制地下水免受核废料污染、潜水溃流、地表沙漠化、地表沉陷，地下结构稳定性破坏等。但以往对这方面的研究都是以理论方法或者数值模拟方法进行，这些都是理想化的模拟，许多模拟结果往往不能很好地反映成岩地质体在工程状态下的实际情况，并且常常出现某些定性错误，而在试验方面研究甚少。由于开挖引起位移场的模型试验，大都是以自重体积力为主要外力条件的模拟试验，事实上在固-液两相的情况下与该模拟试验条件是有很大差别的。如果仍采用一般原始的模拟方法，的确不能反映岩体在工程状态下的实际情况，也不是真正的固液耦合相似模拟，不能实现固液两相模拟的原因主要是没有找到合适的两相相似模拟材料来制作固液耦合相似模型，因此研究固液耦合试验材料是必要的，也为进一步进行固液耦合研究打下了基础[3]。 2 固液耦合相似材料的研究 固液两相相似模拟试验中，相似材料的选取是前提。模拟岩石的相似理论，即模拟岩石材料在多相耦