破碎岩体流固耦合渗流的非线性动力学研究

"破碎岩体流固耦合渗流的分岔" 本研究集中在破碎岩体流固耦合渗流的分岔行为研究上，旨在揭示破碎岩体渗流动力系统的复杂性。研究中，作者首先建立了承压破碎岩石非Darcy渗流的渗透特性试验规律，并根据多孔介质的有效应力原理建立了含有孔隙度及孔隙压力等渗流物理量的应力场控制方程。然后，作者考虑流体与固体骨架各自的运动速度，分别建立了流体非Darcy渗流的运动方程以及固体骨架和流体的连续性方程，推导出含有应力场体积应变的渗流场控制方程。 在研究中，作者还得到了垮落破碎岩体由自然堆放状态过渡到压实状态时的弹性流固耦合一维非Darcy渗流的非线性动力学方程组，并分析并求解了渗流系统的平衡态。使用逐次亚松弛迭代法分析了平衡态的稳定性，得到了无量纲化孔隙压力、渗流速度随参数变化的动力学响应。研究结果表明，破碎岩体渗流动力系统存在鞍结分岔，在分岔点处任意微小的扰动易诱发渗流失稳，引发突水等动力学灾害。 本研究的结果为破碎岩体流固耦合渗流的分岔行为提供了新的见解，对于破碎岩体流固耦合渗流的研究和应用具有重要的理论和实践意义。 在渗流系统的研究中，作者使用了多种数学方法，如有限元法、有限差分法等，对渗流系统的平衡态和稳定性进行了深入的分析和研究。研究结果表明，渗流系统的平衡态和稳定性对破碎岩体流固耦合渗流的分岔行为有着重要的影响。 此外，研究还讨论了破碎岩体流固耦合渗流的实际应用，例如在煤炭开采、油气勘探和地质灾害防治等领域的应用前景。研究结果表明，破碎岩体流固耦合渗流的分岔行为对这些领域的研究和应用具有重要的理论和实践意义。 本研究对破碎岩体流固耦合渗流的分岔行为进行了深入的研究和分析，为破碎岩体流固耦合渗流的研究和应用提供了新的见解和方法论。