数值模拟方法探讨：连续孔隙介质中渗透压力对应力变形的影响

"连续孔隙介质渗透压力对变形应力影响的数值模拟方法探讨" 在工程领域，尤其是水工结构和地质力学中，渗流场的作用不容忽视。渗流场中的流体压力，即孔隙压力，会对固体介质的应力状态和变形产生显著影响。传统的计算方法通常采用渗透体积力加浮托力的方式来模拟这种影响，但这种方法存在一定的局限性。这篇由张国新发表的"连续孔隙介质渗透压力对变形应力影响的数值模拟方法探讨"论文，针对这一问题进行了深入研究。 文章指出，对于像土和砂这样的细颗粒离散介质，渗透体积力+浮托力的算法可以接受，因为它们的孔隙结构相对简单，固体颗粒之间的相互作用可以近似忽略。然而，对于连续孔隙介质如混凝土和裂缝岩体，这种简化算法则可能引入较大的误差。它忽略了孔隙压力对固体介质自身变形的影响，过分强调了浮托力，从而可能导致变形和有效应力的计算结果失真。 为了改进这一状况，作者从孔隙水压力作用下的应力应变关系出发，提出了一种新的数值模拟方法——孔隙压力初应力/应变法。这种方法将孔隙压力视为初应力或初应变的一部分，从而在有限元分析中更准确地考虑其影响。通过算例对比，文章证明了传统算法在某些情况下会导致有效应力和变形的显著误差，甚至得出错误的变形结果。而采用孔隙压力初应力/应变法，则能更好地模拟出在渗流场中孔隙压力作用下的真实应力和变形状态。 该论文的研究对于理解和解决涉及连续孔隙介质的工程问题具有重要意义，特别是在水工结构设计和岩土工程稳定性分析中。通过更精确地模拟孔隙压力对变形和应力的影响，可以提高预测和控制工程风险的能力，从而保障结构的安全性和持久性。因此，对于从事相关领域的科研人员和工程师来说，理解和应用这种新的数值模拟方法是至关重要的。