发展了变温度荷载作用下饱和多孔介质不可逆热-水-力耦合过程的理论求解方法。本项研究首先建立考虑包括热渗效应和等温热流效应等多种耦合因素影响的饱和多孔介质(均质、各向同性)不可逆过程热-水-力耦合控制方程,并给出其标准化形式。然后,利用Laplace变换(或者Laplace-Hankel联合变换)以及"矩阵传递法"技术给出一维、二维和三维情形下单一介质及多层体系在变换域上的封闭解析解。通过Laplace数值逆变换(或者快速Hankel反变换和Laplace数值逆变换)得到其在真实空间上的理论解,从而定量研究饱和多孔介质热力学参数的变化以及耦合因素的存在对温度、孔压和位移等演化过程的影响,进而为数值计算方法的发展提供正确性和收敛精度的判据。针对几种典型物性参数的饱和多孔介质,分析无限长圆柱、空心圆柱、球域等复杂边界条件下在时间域上和空间域上温度、孔压、位移和应力的演化过程并对各耦合影响因素(特别是热渗效应和等温热流效应)进行研究,揭示不可逆热-水-力耦合过程的响应特征。这些研究在诸如热能贮存、地热资源开发、核废料处置和石油开采等工程领域有重要的应用价值。
英文主题词saturated medium; variable thermal loading; irreversible thermodynamics; coupling effect; theoretical solution