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非饱和多孔介质中混合元法的化学-热-渗流-力学耦合的本构模拟
  • ISSN号:1007-4708
  • 期刊名称:《计算力学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O344.4[理学—固体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室,大连116024, [2]华南理工大学交通学院,广州510641
  • 相关基金:国家自然科学基金(50278012;10272027;10590354);国家973项目(2002CB412709)资助项目.
中文摘要:

在文献[1]中建立的多孔介质中化学-热-渗流-力学(CTHM)本构模型基础上,针对文献[2]建立的非饱和多孔介质中热-渗流-力学耦合分析的混合有限元方法,发展了非饱和多孔介质中混合元的化学-热-渗流-力学(CTHM)耦合本构模拟算法。采用非关联流动多重屈服准则模拟非饱和多孔介质的材料非线性行为。推导了u-pw-pa-T形式的包含了耦合率本构方程积分的向后欧拉映射算法和-致性弹塑性切线模量矩阵(单元刚度矩阵)的混合元-致性算法。本文给出了临界状态线(CSL)和状态边界面(SBS)两个屈服准则的-致性算法。数值结果显示了本文所发展的混合元耦合本构模拟算法在模拟由热、化学、力学荷载共同引起的多孔介质中化学-热-渗流-力学(CTHM)耦合行为的能力和有效性。

英文摘要:

An algorithm for the chemo-thermo-hydro-mechanical(CTHM) constitutive modelling, aiming to the chemo-thermo-hydro-mechanical constitutive model of porous media proposed in reference[1], is developed for the mixed finite element method in the coupled thermo-hydro-mechanical analysis of unsaturated media present in reference[2]. A multi-surface yield criterion using non-associated flow rule is adopted to simulate the material non-linearity of unsaturated porous media. A return mapping algorithm for the integration of the rate constitutive equation and the consistent elasto-plastic tangent modulus matrix as well as the consistent elasto-plastic tangent stiffness matrix of the mixed element with the u-pw- pa-T form are derived. The consistent algorithms for the two component yield surfaces, i.e. the Critical State Line (CSL) and the State Boundary Surface (SBS) criteria, are particularly given in this paper. The numerical results demonstrate the capability and the validity of the present algorithm of mixed finite element constitutive modelling in simulating the coupled chemo-thermo-hydro-mechanical behaviour in porous media caused by the thermo-chemo-mechanical loading.

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期刊信息
  • 《计算力学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:大连理工大学 中国力学学会
  • 主编:程耿东
  • 地址:辽宁省大连理工大学《计算力学学报》编辑部
  • 邮编:116024
  • 邮箱:jslxxb@dlut.edu.cn
  • 电话:0411-84708744 84709559
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-4708
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1373/O3
  • 邮发代号:8-180
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵双效期刊,Ei Compenelex收录期刊,获2003年大连市期刊最佳印制奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:9563