非饱和土一维渗流与变形耦合问题的数值分析

摘要：

基于多孔介质理论,研究了非饱和土中水-气-土骨架三相耦合的渗流与变形耦合问题.考虑土体孔隙中由液态水、水蒸气和干燥气体等填充,在固体土颗粒、水分、气体等各相质量平衡以及土体动量守恒的基础上建立了问题的控制方程.选取孔隙气压力、孔隙水压力和土颗粒位移以及它们的一阶导数作为状态变量,通过理论推导得到了一维非稳态情形下的状态方程组.结合Laplace变换,采用打靶法求解该耦合的非线性变系数微分方程组,并且基于Hausdorff矩方法将频域上的数值解转化到时域上,与已有的试验结果相比较,验证了模型及数值方法的有效性.通过数值算例,参数分析了孔隙水压力、孔隙气压力以及土骨架位移等物理场之间的相互作用.

关键词：非饱和土、固液气相耦合、Laplace变换、打靶法

所属期刊栏目：18

分类号：TU431(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金项目51978320;11962016

在线出版日期：2020-09-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：171-177