一、多场耦合理论在污染物运移过程中的应用（论文文献综述）
吴琼[1]（2021）在《废弃矿井处置中低放核废料的迁移衰变机理数值模拟研究》文中认为
胡佩[2]（2021）在《多场耦合模型在CO2咸水层封存分析中的应用》文中提出根据2018年政府间气候变化专门委员会（IPCC）特别报告,195个国家达成协议将采取措施在本世纪末将全球气温上升限制在1.5℃内。为了实现这一目标,到2030年全球人为造成的CO2净排放量需要在2010年的水平上下降约45%,在2050年时达到净零排放。分布范围广、封存潜力大的CO2咸水层封存技术是能够真正实现这一目标的重要技术。CO2注入深部咸水层后,CO2运移与封存由复杂的热流力耦合过程控制。本文构建了热-流-力多场耦合模型,对阿尔及利亚的In Salah CO2封存项目、中国神华CO2封存项目进行了预测与分析:1)热-流-力多场耦合模型能够有效预测In Salah CO2封存项目的CO2运移和地层变形。热效应引起的应力变化是显着的,可以潜在地导致盖层破裂。注入CO2与地层之间温度差异引起的热传输,能够影响储层和盖层应力场。储层渗透率大小对CO2封存容量的提高作用有限。相比之下,渗透率各向异性对CO2封存容量的影响明显更大。各向异性越强,CO2羽流运移越远,且CO2集中分布越明显,但地表隆起的大小和传播距离随着渗透率各向异性的变化较小,近井点的地表隆起随CO2注入的演化趋势在不同的各向异性情况下几乎相同。地层杨氏模量大小对地表变形的影响显着,关注储层安全性时,需要在模型中谨慎选取杨氏模量数值。2)热-流-力多场耦合数值模型的应用能提高对神华CO2封存项目的封存能力和安全性的认识。CO2羽流均匀置换盐水,气饱和度分布比较均匀,从5个注入层都可以看到这种均匀效应。这种均匀效应对于提高CO2的封存安全性和能力起着重要的作用。CO2羽流的横向运移距离不只取决于渗透率和孔隙度大小,储层厚度的差异也不可忽略。注入层1和2,注入层3和4在距离井同距离的最终CO2饱和度基本一样,而储层渗透率和孔隙度最小的注入层5在这一位置的最终CO2饱和度最大,证明了储层厚度在一定程度上对CO2饱和度的影响要大于渗透率和孔隙度。温度的影响范围较CO2羽流的运移和压力传播距离小的多。地表最大隆起约为0.146 m,发生在离井大概600 m,说明在井附近温度降低引起的地面下沉比较大,并且距离这个位置越远,地表隆起越小。地表变形随着注入时间越来越小,最大变形位移小于0.16 m。可以预测,如果持续注入,地表隆起不会上升很多,仍在地层安全影响范围内。
周立增[3]（2021）在《温度梯度作用下非饱和硫酸盐渍土水盐迁移及其变形特性研究》文中研究说明盐渍土广泛分布在中国西部的干旱和半干旱地区,其内部多物理场之间的相互作用是该区地质环境系统灾变的主要因素,引发了如土体盐渍化、荒漠化等一系列的环境问题,严重危害了大多数植被的生长。同时,由于地质环境与工程建设的回馈效应,导致了工程病害（如盐胀引起的力学响应,溶蚀引起的变形和稳定性问题）频发。在改善上述盐渍土的环境问题及工程病害问题之前,有必要就盐渍土水盐迁移过程及其变形特性进行研究分析。鉴于此,针对盐渍土在温度梯度作用下的水、盐迁移机理和变形机制进行了较为深入的研究,主要的内容及结论包括以下几个方面:（1）盐渍土水盐迁移过程涉及到复杂的多场耦合行为。基于多孔介质理论以及连续介质力学原理,建立了描述温度梯度作用下非饱和盐渍土水–热–盐–气–力多场全耦合理论模型。该模型从固、液、气三相系统的质量、能量和动量三大守恒定律出发,在传统耦合模型的基础上考虑了孔隙率演化、盐分的解吸–吸附效应、热渗透作用以及盐分对孔隙水体相变过程的阻滞作用对上述多场耦合过程影响。（2）通过选取孔隙率、孔隙水压力、孔隙气压力、温度、含盐量和位移等基本未知量,并利用Comsol Multiphysics多物理场仿真软件分别对常温度梯度和变温度梯度作用下的多场耦合过程进行了数值模拟。通过已有的模型计算结果、实验数据以及室内试验的实测结果对理论模型及模拟结果加以验证。结果表明,该模型可以较好地揭示非饱和盐渍土在温度梯度作用下的水、盐迁移机制和变形机理;非饱和盐渍土的传热传质过程涉及到包括温度场、水分场、气体场、盐分场、力场等多场在内的强耦合作用,各场相互依存,彼此牵制,导致热质迁移在空间上的不均匀分布。（3）在验证理论模型合理性的基础上,本文进一步分析讨论了盐分的吸附效应、热渗透作用对上述多场耦合过程影响。分析结果表明:吸附作用使土壤的微观孔隙结构发生变化,影响传热传质过程及其变形特性,并且吸附作用对温度场的影响远大于对其他场的影响;热渗透作用对热传导、孔隙流体的对流、盐分的解吸-吸附等迁移等过程的影响较大,而对孔隙水的相变、水蒸气及盐分的扩散过程影响较小;热渗透作用通过影响热-力、水-力、气-力等响应过程,引起土体变形速率和变形数值的变化,进一步影响土体的微观孔隙结构。（4）基于Pitzer离子理论模型分析了盐分对孔隙水体相变过程的阻滞作用。其结果表明,土体中的盐分可以阻滞孔隙水体的相变过程,并减弱盐渍化区域的第一类“锅盖效应”,从而降低水蒸气压力。
臧俊超[4]（2020）在《污染地基土电渗加固和电动修复理论与试验研究》文中指出我国东南沿海地区分布着大量含水量高、渗透性差、压缩性高的软弱土,随着城镇化进程与人类活动的影响,软弱地基土受到污染的面积也越来越大。环境部和国土部在2014年对我国土壤污染进行普查并发布了污染数据报告,发现污染情况不容乐观,各类典型地块土体污染物超标点位占比在25%以上。软弱地基土被污染后其渗透性能、液塑限等土性参数都会发生较大的变化,用传统的方法进行加固和修复较难达到理想的效果。已有大量研究表明,电渗加固和电动力学修复技术在低渗透性土体加固和修复中优势明显。城镇化不断发展需要获取更多的可建设和利用的土地资源,滨海地区污染地基土加固和修复的相关研究工作亟待开展。本文在前人研究的基础上从室内宏观微观试验、耦合理论模型及其解析解、Comsol数值模拟和现场试验4个方面对污染地基土（生活源有机污染土和重金属无机污染土）加固和修复进行了系统性的试验和理论研究。本文主要的研究工作和成果包括:（1）生活源有机污染土试验:经过27组对比试验得出影响被“渗滤液”等污染后土体电渗排水加固效果的主次因素顺序和最优水平组合。室内配制的生活源污染地基土中Na+、K+、Mg2+、Ca2+等离子浓度较高,含有一定浓度的有机物和CH3COOH-（有机酸根）等离子,土体中复杂的有机无机组分造成了电极严重腐蚀以及pH更明显的变化,也影响了土体的抗剪强度。针对被污染土体复杂的孔隙液组分,本文基于含水量的非均匀变化假设建立分段函数得到电导率和排水量的经验公式。最后笔者针对性提出黏土被污染以后电渗加固排水的方案设计建议。（2）重金属无机污染土试验:基于改进的电动土工合成材料（EKG）电极开展多组不同螯合剂对比试验并提出了适合于加固修复过程中污染土“基于土体温度、含水量、电导率的土体污染物浓度计算方法”。分析pH、zeta电势、能耗、电导率等参数变化规律并发现不同试验组阴极池（排出液）的电导率的变化明显分为三个阶段,通过多组试验阴极池中电导率和重金属的浓度进行数据拟合得到两者的经验关系。阐述了重金属解吸附和金属电极反应与Cu（II）-EDTA的螯合物竞争干扰修复的机理,发现金属电极反应产生的Fe3+会影响重金属的去除率10.6%左右,在室内试验中笔者建议使用电动土工材料,能够避免电极反应带来的负面作用。针对EKG电极定量计算得到其“搭接孔隙”数量变化规律,结合电镜图片和试验观察分析了 EKG电极接触电阻较小的原因。（3）耦合理论研究:以往关于土体施加电场以后的研究往往单独关注电渗固结或者重金属污染物迁移修复作用,关于污染物迁移与土体变形两者之间的耦合作用的相关理论研究仍然处于起步阶段。本文重点考虑电迁移、电渗流和扩散等过程,分别推导出液相和固相中吸附平衡式,得到电场作用下污染物在固相中的吸附为Langmuir和Freundlich吸附模式的一维污染物运移方程,从而将吸附在固体颗粒上的污染物浓度项引入到污染物运移模型中,考虑了土体变形对污染物运移的影响,最终得到考虑固相吸附作用和土体变形的电动力学修复模型。（4）解析解及数值模拟:结合Esrig电渗固结理论、电动力学污染物运移理论以及不考虑体力的Biot固结理论推导了考虑土体变形和固相吸附作用的电场作用下污染物在变形多孔介质中运移的一维数学模型。基于实际情况对方程进行简化,推导得到模型的解析解。将解析解与室内试验数据进行对比,并与Comsol有限元法求得的数值解进行对比,综合验证了解析解求解结果的正确性。利用数值模拟软件Comsol对不同电势、不同通电时间下考虑土体变形和不考虑土体变形的污染物浓度分布情况进行了计算,发现随着电势梯度的提高阳极附近土体重金属的平均“污染物去除率差值”逐渐升高,施加电压25 V通电720 h之后阳极附近的“污染物去除率差值”为6.42%。但是高电压作用下随着通电时间不断延长,考虑土体变形作用对于污染物浓度分布的影响变得越来越小。（5）现场试验:分析发现现场土体中含有多种重金属并且存在竞争解吸附作用,导致单一重金属去除率明显下降;过量的富里酸影响了土体pH进而对排水速率和重金属运移产生了影响;结合“尺寸效应”对室内和现场试验的差异进行了分析。
郭文凯[5]（2020）在《非饱和土中的水热传输过程及重金属污染物迁移试验研究》文中提出实际工程中,土体温度受到环境因素的影响而不断变化,而非饱和土体在受热与传热过程中容易发生水分和溶质的迁移,该过程涉及多相和多物理场的耦合变化,为深入研究温度作用下非饱和土中水热传输过程和重金属运移扩散的规律及特征,本文开展了温度作用下非饱和高岭土中水分迁移试验和温度驱动下非饱和高岭土中重金属迁移试验。在非饱和土传热理论、土水势理论和对流-扩散理论的基础上,对试验现象和规律进行了分析和总结。并结合试验物理模型和非饱和土的相关理论,建立了非饱和土的热-水-污染物迁移模型。通过土柱试验的研究和理论模型的建立,对温度驱动下非饱和土体内部的温度传输、水分运动和重金属运移的物理机制进行了研究。主要结论如下:（1）土体内部的温度传递和水分迁移是相互影响和相互耦合的。温度主要以热传导的形式在非饱和土柱内部进行传递,水分以气态水和液态水的形式在土柱内部进行迁移。温度作用下水分场的变化速率和达到稳定所需的时间在整体上滞后于温度场。（2）土体初始干密度、土柱放置方向和边界热源温度设置对水热传输过程具有显着的影响。热量传递方面,干密度越大越有利于热量的传导,土柱放置方向和边界温度通过影响不同形态水分迁移量从而影响土体的温度分布;水分迁移方面,干密度越小越有利于水分的迁移;土柱放置方向和边界温度通过温度势、重力势和基质势的差异影响土体的水分分布;此外,开展的循环升降温试验表明,第二循环土柱内部温度随时间的变化趋势与第一循环基本一致,但第二循环升温过程达到稳定后,高温端土体的温度梯度较第一循环变大;第二循环的水分分布与第一循环有较大差异,这是因为两个循环的初始含水率条件存在很大不同,第二循环无论是升温过程还是降温过程,水分迁移量均小于第一循环。（3）温度驱动下土柱中液态水分迁移能够有效促进重金属在非饱和土体中的运移扩散,这与重金属的对流作用密切相关;无温度驱动作用时,重金属在土体中的分子扩散作用并不明显。干密度对重金属在非饱和土体中的迁移具有较大的影响,土体干密度越大,水分迁移越不明显,重金属迁移距离越小,土柱同一位置处的重金属浓度越低。温度驱动下不同的重金属由于吸附性能的不同在非饱和土体中的迁移具有较大的差异性,在相同的污染源浓度下,铜离子的迁移距离和浓度扩散作用均明显大于镉离子。
徐朝容[6]（2020）在《矿区充填复垦物料中重金属元素释放-迁移研究》文中认为充填复垦方法对修复采矿活动造成的采空区及塌陷区,改善矿区环境有着重大作用,已广泛应用于矿区土地复垦。充填复垦物料的选择以及其中污染物在自然条件下的释放迁移对矿区环境具有深远影响。本文结合理论分析、室内实验、数值模拟等方法,对矿区充填复垦物料的选择及其中重金属元素的释放迁移进行研究。本文首先对煤矸石和粉煤灰成分进行了分析,并制备1:0.2、1:0.4、1:0.6和1:0.8四种不同配比样品;利用土柱淋溶实验装置,对各样品中Cu、Zn、Pb、Cd、Cr五种重金属元素释放-迁移规律进行研究;采用逐级提取法对不同配比样品淋溶前后重金属元素赋存状态变化进行研究;引入Hakanson生态风险评价法进行重金属元素生态风险评价,结合压实率分析,确定最佳配比物料;最后通过多物理场仿真软件COMSOL Multiphysics对所研究重金属元素的释放-迁移规律进行模拟,以预测其长时间范围内的释放-迁移情况。本文所得出的相关结论如下:（1）不同配比煤矸石粉煤灰样品中重金属元素含量随粉煤灰比重的增大呈上升趋势;（2）各配比样品淋出液中重金属元素在释放初期浓度较高,一开始便大量淋出,随后逐渐减小趋于稳定,淋出液中的pH值较大,溶液呈强碱性,淋溶初期EC值最大,随淋溶时间增加迅速减小并逐渐趋于稳定;（3）动力学方程Elovich、双常数方程、多项式方程、抛物线方程都能描述淋溶作用下重金属元素的释放过程,但多项式方程效果更佳;（4）将煤矸石和粉煤灰混合淋溶后赋存状态发生较大变化,惰性状态尤其是残渣态均有不同程度增加,重金属元素的释放被有效限制;（5）四种配比样品生态风险评价等级均为中低等,对环境的污染程度较低,结合潜在生态风险最小和压实率最优,四种配比中1:0.6配比样品最佳;（6）自然降水影响充填复垦物料中水分运动情况,水流运动方式为渗流。模拟降水条件下,Cu2+、Zn2+和Pb2+释放期较长,而Cr2+和Cd2+释放期较短,同一时刻,各重金属元素浓度最大值均出现在柱体底部。论文有图30幅,表28个,参考文献123篇。
戴文强[7]（2020）在《安庆铜矿床热液蚀变及成矿过程数值模拟研究》文中提出基于地质模型和动力学模型,利用数值模拟方法能够重现成矿动力学演化过程,实现对热液成矿系统的形成、矿化蚀变、动力学特征、矿床定位空间以及地球化学分布特征的定量化探讨。随着计算机技术和数值模拟技术的发展,当前数值模拟已逐渐成为解决热液矿床成矿过程和机制研究的新方法手段。安庆铜矿床位于长江中下游铜（金）、铁成矿带内的安庆-贵池矿集区,是该区典型的矽卡岩型矿床。前人针对安庆铜矿床在矿床学等领域取得大量研究成果,但对于矽卡岩蚀变分带的成因及矽卡岩成岩过程对后续成矿的影响尚无定量化理解,且对流体动力学特征及其与矿体形态关系的研究尚显薄弱。因此,本文基于热-流-化学耦合的数值模拟方法,结合地质事实和前人研究成果,对安庆铜矿床蚀变矿化过程开展数值模拟工作,并取得以下认识:（1）热液流体运移驱动力不同,热液流体携带运移的成矿物质的空间分布特征存在明显差异;模拟结果显示,安庆铜矿床在热液成矿过程中,温度驱动条件下的成矿物质空间分布特征更符合实际矿体形态特征。显示安庆铜矿床的形成过程可能以温度驱动为主,温度驱动主要控制了成矿物质的富集过程和矿体空间产出形态。（2）安庆铜矿床各成矿阶段数值模拟结果显示:在早矽卡岩阶段,成矿过程受双交带作用的影响。靠岩体一侧富集透辉石,而石榴石则富集在远离岩体的远端。矽卡岩的形成,使得接触带孔隙度增大,使得更多的含铁热液流体地层,有利于后期磁铁矿的形成;在磁铁矿阶段,含Fe热液流经先前形成的矽卡岩,在矽卡岩中不发生反应沉淀,待流至更远的碳酸岩围岩接触带位置,发生反应沉淀,形成磁铁矿体,从而造成磁铁矿在外接触带富集的现象。同时沉淀过程会堵塞矽卡岩内的孔隙,降低外接触带的渗透率和孔隙率,使得在石英硫化物阶段黄铜矿在距离接触带较远的位置成矿,形成矿物分带。在石英-硫化物阶段,由于前期磁体矿在矽卡岩层与大理岩层接触带沉淀,使得在接触带附近矽卡岩层孔隙度显着减小,热液流体运移速度下降以及Fe2+的活性降低,使得含铜磁体矿或含铜矽卡岩在靠岩体一侧形成。因此,安庆铜矿床总体上在外接触带以铜铁矿化为主,内接触带则以黄铜矿化为主的现象。
董付科[8]（2019）在《油页岩原位注热开采污染物迁移规律的研究》文中认为以油页岩原位注热开采产生污染物为研究背景,采用理论研究和物理试验相结合方法研究了吉木萨尔油页岩和泥岩孔隙结构演化特征、变形及渗透率规律。利用试验获得数据采用数值模拟方法分析了污染物在周围地层衰减和迁移规律。本文主要研究成果如下:（1）通过对吉木萨尔油页岩孔隙结构演化规律研究,结果表明:孔隙率随温度的升高而增加,大致分为两个阶段:室温至300℃孔隙率缓慢增加阶段和300℃至600℃孔隙率快速增加阶段。（2）通过对吉木萨尔泥岩孔隙结构演化规律研究,结果表明:孔隙率随温度升高大致分为两个阶段:室温至300℃孔隙率随温度的升高基本保持不变阶段和300至600℃孔隙率随温度的升高呈线性增大阶段。（3）研究模拟200m和500m埋深吉木萨尔油页岩变形演化规律,结果表明:200m埋深条件下,轴向变形随温度增加总体表现为膨胀变形。轴向变形可以分为两个阶段:室温至300℃低温膨胀变形段和300℃至600℃高温膨胀变形段。500m油页岩热膨胀变形规律与200m热膨胀规律相似。（4）研究模拟200m和500m埋深吉木萨尔油页岩渗透率演化规律,结果表明:油页岩200m埋深地应力条件下的渗透率随温度的升高可以分为三个阶段:低温段室温至阈值温度200℃～250℃,渗透率几乎为0;中温段200℃～250℃至350℃～400℃,渗透率随温度升高而缓慢增加,渗透率的变化幅度较小;高温段350℃～400℃至600℃,渗透率随温度升高而快速增加。500m埋深条件下油页岩渗透率与200m埋深相似,在高温段有所区别。（5）采用稳态法研究了室温至400℃吉木萨尔泥岩的渗透特性,结果显示,泥岩的渗透率随着温度的增加先增大后减小再增大,具体可以分为四个阶段:第一阶段室温～100℃,泥岩的渗透率极低阶段;第二阶段100℃～200℃,泥岩的渗透率出现的阶段,数值较小;第三阶段200～250℃,泥岩的渗透率随着温度增加而减小;第四阶段250℃～400℃,泥岩的渗透率随着温度增加而增大。（6）采用数值模拟方法研究了生产期间0～2.5年和停采期间0～20年污染物在其周围地层迁移规律,结果表明:生产期间水平方向上污染物浓度随着距离增加而衰减,水平方向迁移的速度是竖直方向2～4倍;停采期间污染物浓度水平方向上随着距离的增加而衰减,水平方向与竖直方向上迁移速度大致相当;停采期间竖直方向上的浓度峰值出现油页岩层与顶底板的交界处,污染物浓度随着距离油页岩层的距离的增加而衰减。
王国营[9]（2019）在《高温作用下油页岩热物理、渗流、力学特征各向异性演化规律及其应用》文中进行了进一步梳理油页岩属于沉积岩,矿物的天然沉积和排列造成其在物理、传热、渗透及力学特征等方面表现出较强各向异性。油页岩原位开采是指油页岩在地下实施高温干馏,在这个过程中油页岩物理力学特征各向异性随温度改变,这将会影响油页岩原位注热开采过程中温度传导规律、渗流规律、污染物迁移规律和井筒稳定性。因此,揭示实时高温作用下油页岩的热物理特征、渗透特征、力学特征、变形特征各向异性演化规律对油页岩原位开采高效进行具有重要意义。本文通过室内试验研究了实时高温作用下油页岩的热物理、渗流特征、力学特征、变形特征各向异性演化规律。建立了考虑油页岩各向异性热流固耦合数学模型,并结合室内试验获得的高温作用下油页岩各向异性的传热、渗流、力学参数,采用COMSOL多场耦合数值软件对原位注蒸汽热解油页岩进行了数值研究,分析了注蒸汽开采过程中油页岩储层温度场、渗流场、应力场、变形场的分布规律及产油产气规律。具体研究内容和主要结论如下:（1）采用NETZSCH LFA 457激光导热分析仪、SYC-2型超声岩石参数测试仪、显微CT设备分别研究了不同温度作用下油页岩的热传导系数、波速、裂纹扩展的各向异性变化规律。研究表明:垂直层理方向的热传导系数和波速在20℃～350℃线性下降,350℃～500℃快速下降,且在400℃时明显下降,500℃～600℃逐渐趋于稳定。平行层理方向的热传导系数和波速随在20℃～500℃线性下降,500℃～600℃趋于稳定不变。在不同温度下,热传导系数和波速在同一层理方向变化规律一致,二者呈线性关系。（2）采用太原理工大学自主研制的高温三轴岩石稳态法渗流测试系统和高温三轴脉冲法低渗测试系统研究了油页岩20℃～600℃平行层理方向及垂直层理方向渗透率随温度变化规律。研究表明:平行层理方向渗透率(kpar)在20℃～300℃渗透率随温度升高而升高,300℃～350℃由于裂隙闭合kpar出现下降,在20℃～350℃渗透率处于2.3×10-19至2.9×10-18m2之间,处于低渗透率阶段,当温度上升至400℃,平行层理方向裂隙增多导致kpar突增至6.4×10-17m2,为20℃时的440倍,400℃为kpar随温度变化的阈值温度,随着温度继续升高kpar持续快速增大,直至550℃后kpar增大速度变缓;垂直层理方向渗透率(kper)在20℃～450℃处于超低渗阶段,渗透率量级为10-20及以下,在450℃时由于大孔的连通导致渗透率突然增大至2.77×10-19m2,450℃可以称为kper随温度变化的阈值温度,随着继续温度升高kper继续增大,在550℃后kper微弱下降。（3）采用太原理工大学自主研发的高温单轴岩石试验机结合声发射测试系统,研究了20℃～600℃油页岩垂直层理和平行层理方向力学特征及声发射特征随温度的演化规律。研究表明:垂直层理方向油页岩的弹性模量和抗压强度随着温度升高先降低再升高,并且在400℃抗压强度和弹性模量达到最小值;100℃时自由水蒸发导致平行裂缝出现,平行层理方向抗压强度和弹性模量出现第一次骤降,而后处于稳定阶段,当温度升至400℃时由于干酪根热解产生大量裂缝,强度出现第二次骤降,而弹性模量微微上升,而后随着温度继续升高略微上升。高温作用下平行层理方向和垂直层理方向的油页岩的声发射现象表现出明显的各向异性,垂直层理方向试件破坏时峰值能量率先增大后减小;平行层理方向试件破坏时峰值能量率逐渐减小后微微上升。（4）利用太原理工大学自主研发的高温三轴岩石实验系统研究了20℃～600℃不同应力约束下油页岩垂直和平行层理热变形、蠕变随温度变化规律。研究表明:在油页岩垂直层理方向,无约束条件下油页岩试件随温度呈膨胀变形;在2MPa恒定轴压约束下试件随温度表现为压缩变形,压缩变形剧变温度点为200℃,5MPa约束下变形规律相似但数值不同,变形剧变温度点仍为200℃;10MPa恒定轴压约束下,压缩变形剧变温度点变为100℃。在平行层理方向,无约束状态下试件为膨胀变形;当轴向压力为2MPa和5MPa时其变形规律均为先膨胀再压缩再膨胀再压缩变形;轴向压力为10MPa时为压缩变形。蠕变规律:垂直和平行层理方向蠕变变形随着时间呈压缩状态且与时间呈对数关系,分别在200℃和350℃时蠕变速率最大。（5）建立了考虑油页岩各向异性热流固耦合数学模型,利用室内实验测得的各向异性传热、渗流、力学、变形参数,采用COMSOL多场耦合数值软件对原位注蒸汽热解油页岩进行了数值研究,研究结果表明:油页岩储层的温度场分布与过热蒸汽在储层中的运移密切相关,在温度场边缘形成了温度快速降低带;对油气产量影响最大的因素为渗透率的各向异性,其次是力学参数的各向异性,而热传导系数的各向异性对油气产量影响不大。
冯源升[10]（2019）在《多场耦合作用下隧址区垃圾渗滤液运移规律及其对围岩稳定性的影响》文中研究指明随着中国交通基础建设的快速发展,有的隧道不可避免地要在垃圾填埋场附近甚至下部通过,隧道建设对垃圾填埋场渗滤液运移规律的影响研究已成为学者越来越关注的科学问题。隧道对水文环境的影响主要涉及地下水位、溶液运移路径以及溶质浓度分布,一般来讲污染物是伴随地下水流动的,垃圾场渗滤液运移规律是基于地下水流动规律的。因此,研究隧道对垃圾渗滤液运移规律的影响需首先研究隧道开挖对地下水位的影响,同时在分析地下水位变化时也应考虑到隧道开挖导致的地层扰动。硫酸根离子具有一定的稳定性,研究时用硫酸根离子的运移代表渗滤液溶质的运移。隧道开挖改变了地质介质的渗透性能,地质介质渗透性能的变化又会导致垃圾渗滤液运移规律的变化;同时垃圾渗滤液是高浓度多组分的污染物质,在地层中运移时必然会与地质介质发生反应,复杂的反应也势必影响地质介质的各种性能,如对渗透性能产生影响,则会改变渗滤液的运移规律,如对强度参数产生影响,则会改变围岩开挖后的力学特性。本文主要内容为从应力场-渗流场耦合、化学场-渗流场耦合的角度,利用GMS（Groundwater Modeling System）软件对地下水运动及渗滤液运移进行模拟;同时结合岩石强度试验,利用GTS软件对该地区隧道围岩进行了考虑化学作用、渗流作用的开挖模拟。在深入分析隧道建设对填埋场渗滤液运移规律影响基础上,对近填埋场区多场耦合条件下的隧道稳定性进行了研究。本文的工作及研究成果如下:（1）隧道修建前的模拟水位水头由东北方向西南方向逐次递减,汇于抽水井PW-1。隧道修建前地下水溶质运移模型潜水含水层（第一层）2030年12月时的弥散情况,硫酸根离子纵向弥散最远达到了PW-1监测井,距离1号垃圾场南端500米。（2）通过应力场-渗流场耦合实验说明开挖后岩石渗透率的变化,再从渗透率的变化来揭示渗滤液的运移规律。渗透实验发现围压对渗透率变化曲线的整体趋势影响较大。将相同围压和渗透压下未浸泡和浸泡过的岩石试件的渗透率差值进行统计分析,发现经渗滤液浸泡过岩石的渗透率平均增大21%。（3）隧道开挖后地下水流模型在隧道中间段和抽水井PW-1附近,形成了降水漏斗。开挖前后水位的变化也说明了隧道对地下水流动方向造成了影响。在隧道开挖后溶质运移模型中,隧道以南硫酸根离子浓度降低,迁移范围减小;隧道以北硫酸根离子浓度增高,迁移范围增大。（4）通过实验探究岩石腐蚀后孔隙度变化,再从孔隙度变化来说明溶质运移规律。总体来说,浸泡环境浓度越高会导致孔隙度越高,同时随浸泡时间的增加,低浓度和高浓度渗滤液中浸泡岩石孔隙度的增加速率都会逐渐变缓。在化学场作用下经高浓度和低浓度渗滤液浸泡88天的岩石试件的孔隙度分别为0.0245和0.0225。（5）隧道开挖后化学场作用下的模拟水位与隧道开挖后的模拟水位相比,化学场作用下水位整体偏低,这是因为开挖后化学场作用导致孔隙度的增加,孔隙度的增加又加快了地下水向下渗透。（6）同围压条件下经垃圾渗滤液浸泡岩石试件的弹性模量要小于未浸泡岩石试件的弹性模量。未浸泡试件泊松比的平均值为0.21;浸泡试件泊松比的平均值为0.2;未浸泡岩石试件粘聚力为5.32MPa,内摩擦角为37.23°;浸泡试件粘聚力为4.69MPa,内摩擦角为33.61°。（7）在化学场-渗流场作用下隧道开挖模拟中,施工步骤1结束时,拱顶最大沉降为2.37mm,拱底最大上浮为2.50mm,在施工步骤2结束时,拱顶最大沉降为3.05mm,拱底最大上浮为2.52mm。对比隧道开挖对围岩稳定性影响模型,在施工步骤1结束时,拱顶最大沉降增大了0.22mm,拱底最大上浮增加了0.07mm;在施工步骤2结束时,拱顶最大沉降增加了0.36mm,拱底最大上浮增加了0.06mm。
二、多场耦合理论在污染物运移过程中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、多场耦合理论在污染物运移过程中的应用（论文提纲范文）
（2）多场耦合模型在CO2咸水层封存分析中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 CO_2深层咸水层封存背景及意义1 |
| 1.2 热流力多场耦合模拟研究进展 |
| 1.3 本文的研究内容及技术路线 |
| 2 CO_2咸水层封存热流力耦合数值建模 |
| 2.1 热流力耦合数学模型 |
| 2.1.1 组分和变量 |
| 2.1.2 控制方程与辅助方程 |
| 2.2 数值求解器介绍 |
| 2.2.1 Open Geo Sys开源软件概述 |
| 2.2.2 有限元数值求解方法 |
| 2.3 模型验证 |
| 3 多场耦合模型在In Salah CO_2咸水层封存项目的应用 |
| 3.1 In Salah封存项目介绍 |
| 3.2 模型设置 |
| 3.2.1 模拟域和网格 |
| 3.2.2 参数设置和初边界条件 |
| 3.3 地层属性对CO_2运移和地表隆起的影响 |
| 3.3.1 热效应对应力演化的影响 |
| 3.3.2 渗透率大小对CO_2运移分布和地表隆起的影响 |
| 3.3.3 渗透率各向异性对CO_2运移分布和地表隆起的影响 |
| 3.3.4 覆岩杨氏模量对地表隆起的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 神华CO_2咸水层封存的热流力耦合数值模拟 |
| 4.1 神华地区CO_2封存项目的介绍 |
| 4.2 模型设置 |
| 4.2.1 模拟域和网格 |
| 4.2.2 参数设置和初边界条件 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 CO_2运移与分布规律 |
| 4.3.2 地层压力和温度变化规律 |
| 4.3.3 地表隆起预测 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（3）温度梯度作用下非饱和硫酸盐渍土水盐迁移及其变形特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号总表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 水-盐迁移过程 |
| 1.2.2 吸附效应 |
| 1.2.3 热渗透作用 |
| 1.3 本课题的研究目标、研究内容、研究方法及关键问题 |
| 1.3.1 本文的研究目标 |
| 1.3.2 研究内容及研究方法 |
| 1.3.3 本文研究的关键性问题 |
| 1.4 本文的技术路线及创新性 |
| 1.4.1 技术路线 |
| 1.4.2 创新性 |
| 第2章 数学模型及其求解 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 质量守恒方程 |
| 2.2.1 固相骨架质量守恒方程 |
| 2.2.2 水分质量守恒方程 |
| 2.2.3 气体质量守恒方程 |
| 2.2.4 盐分质量守恒方程 |
| 2.3 能量守恒方程 |
| 2.3.1 内能 |
| 2.3.2 水蒸汽的变化率 |
| 2.3.3 热通量 |
| 2.4 动量守恒方程 |
| 2.5 问题描述及其数值计算格式 |
| 2.5.1 问题描述 |
| 2.5.2 数值计算格式 |
| 2.6 模型验证与讨论 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 常温度梯度作用下非饱和硫酸盐渍土水盐迁移及其变形特性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 室内试验 |
| 3.2.1 试验原理 |
| 3.2.2 试验设备 |
| 3.2.3 实验过程 |
| 3.3 数值模拟 |
| 3.3.1 COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件简介 |
| 3.3.2 多物理场耦合及其解耦 |
| 3.4 分析与讨论 |
| 3.4.1 温度变化 |
| 3.4.2 孔隙流体变化 |
| 3.4.3 含盐量变化 |
| 3.4.4 轴向位移和体积变形比变化 |
| 3.4.5 孔隙率及饱和度变化 |
| 3.4.6 盐分吸附作用的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 变温度梯度作用下非饱和硫酸盐渍土水盐迁移及其变形特性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 热渗透作用 |
| 4.3 盐分对孔隙水体相变过程的阻滞作用 |
| 4.4 分析与讨论 |
| 4.4.1 温度变化 |
| 4.4.2 孔隙流体变化 |
| 4.4.3 含盐量变化 |
| 4.4.4 轴向位移变化 |
| 4.4.5 孔隙率和饱和度变化 |
| 4.4.6 热渗透作用的影响 |
| 4.4.7 盐分对孔隙水体相变过程的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
| 附录B 有限元方程组中的系数矩阵及向量 |
（4）污染地基土电渗加固和电动修复理论与试验研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 污染地基土研究的背景和意义 |
| 1.2 电渗加固污染地基土的研究现状以及基本原理 |
| 1.2.1 电渗加固污染地基土的研究现状 |
| 1.2.2 电渗加固污染地基土的基本原理 |
| 1.2.3 电渗加固污染地基土的优势和劣势 |
| 1.3 电动力学修复污染地基土的研究现状以及基本原理 |
| 1.3.1 电动力学修复污染地基土的研究现状 |
| 1.3.2 电动力学修复污染地基土的基本原理 |
| 1.3.3 电动力学修复污染地基土的优势和劣势 |
| 1.4 本文主要的研究工作、思路和创新之处 |
| 1.4.1 本文主要研究工作 |
| 1.4.2 研究思路 |
| 1.4.3 本文的创新之处 |
| 第二章 生活源有机污染地基土电渗加固对比试验研究与机理分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 预试验方案与结果讨论 |
| 2.2.1 生活源污染地基土土样制备 |
| 2.2.2 试验装置和仪器 |
| 2.2.3 电渗加固效果评价参数选取 |
| 2.2.4 预试验方案设计、结果分析与方案改进 |
| 2.3 正式试验方案设计、结果分析与对比试验 |
| 2.3.1 正式试验方案设计 |
| 2.3.2 加固评价参数极差分析与验证性对比试验方案 |
| 2.4 试验结果对比分析 |
| 2.4.1 电渗前后元素成分对比及机理分析 |
| 2.4.2 基于含水量非均匀变化的污染土电导率和排水量的关系 |
| 2.4.3 单位排水量能耗分析 |
| 2.4.4 土体被污染前后电渗排水速率变化 |
| 2.4.5 电极腐蚀、土体颜色变化及电极反应 |
| 2.5 生活源污染地基土电渗加固方法可行性分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 EKG和铁电极处理重金属污染地基土试验研究和微观机理分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 EKG(电动土工合成材料)电极的改进与制作 |
| 3.3 污染土电学参数测量方法杭理与试验装置介绍 |
| 3.3.1 TDR100测试仪 |
| 3.3.2 TDR数据采集和分析软件 |
| 3.3.3 温度传感器与采集系统 |
| 3.3.4 溶液电导率测试仪器 |
| 3.4 试验设计与试验过程 |
| 3.4.1 重金属污染土制备 |
| 3.4.2 螯合剂准备 |
| 3.4.3 试验方案 |
| 3.5 试验结果分析 |
| 3.5.1 重金属含量与干扰解吸附分析 |
| 3.5.2 加固修复过程中基于电导率等参数的污染物浓度计算方法 |
| 3.5.3 含水量降低百分比和电渗排水速率 |
| 3.5.4 接触电阻与单位排水量能耗 |
| 3.5.5 EKG电极与土体的微观结构变化 |
| 3.5.6 讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 考虑固相吸附作用和土体变形的电动力学修复污染物运移模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型建立的基本方程和假定 |
| 4.2.1 一维电渗固结理论 |
| 4.2.2 电动力学修复污染物运移理论 |
| 4.2.3 重金属等温吸附模型和吸附动力学模型 |
| 4.2.4 Biot固结理论 |
| 4.3 考虑固相吸附作用和土体变形的电动力学修复污染物运移模型 |
| 4.3.1 固液相污染物质量守恒方程 |
| 4.3.2 不同吸附模式下考虑土体变形的电动力学修复污染物运移方程 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于电渗固结变形理论的电动力学修复污染物运移模型及其解析解 |
| 5.1 Esrig电渗一维固结方程求解 |
| 5.2 基于电渗固结理论的电动力学污染物运移模型解析解求解 |
| 5.3 解析解验证与数值模拟 |
| 5.3.1 解析解计算与室内试验结果对比验证 |
| 5.3.2 Comsol对比验证及数值模拟 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 宁波铜盆浦垃圾填埋场污染地基土加固修复现场试验 |
| 6.1 试验场地基本情况及取土过程 |
| 6.2 土体基本物理特性以及污染情况分析测试 |
| 6.3 室内预试验以及现场试验方案设计 |
| 6.3.1 室内预试验 |
| 6.3.2 现场试验方案设计与步骤 |
| 6.4 试验结果分析与尺寸效应分析 |
| 6.4.1 重金属含量变化及竞争解吸附 |
| 6.4.2 排水、沉降等数据变化规律 |
| 6.4.3 尺寸效应分析 |
| 6.5 关于现场大规模应用电渗加固和电动修复技术的思考 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 本文主要结论 |
| 7.2 进一步研究工作的建议 |
| 参考文献 |
（5）非饱和土中的水热传输过程及重金属污染物迁移试验研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 温度作用下土体水分迁移研究现状 |
| 1.2.2 温度作用下土体溶质迁移研究 |
| 1.2.3 非饱和土中重金属迁移扩散研究 |
| 1.3 非饱和土传热传质理论 |
| 1.3.1 非饱和土传热理论 |
| 1.3.2 非饱和土水分迁移理论 |
| 1.4 非饱和土体中重金属污染物迁移机理及温度影响 |
| 1.4.1 非饱和土体中重金属污染物迁移机理 |
| 1.4.2 非饱和土中重金属污染物迁移的温度影响 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 2 温度作用下非饱和土中的水分迁移试验方法 |
| 2.1 试验用土 |
| 2.1.1 试验用土的选择 |
| 2.1.2 试验用土的物理特性 |
| 2.1.3 试验用土的热特性 |
| 2.2 试验装置 |
| 2.3 试验方案 |
| 2.4 试验步骤 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 温度传导和水分迁移试验结果分析 |
| 3.1 温度场分布特征 |
| 3.1.1 温度场的分布随时间的变化 |
| 3.1.2 温度场的稳态分布及其拟合 |
| 3.1.3 温度场分布的影响因素分析 |
| 3.2 水分场分布特征 |
| 3.2.1 水分场的分布随时间的变化 |
| 3.2.2 水分场的稳态分布特征 |
| 3.2.3 各因素对水分场分布的影响 |
| 3.3 非饱和土水热耦合运移特征 |
| 3.4 循环升降温对于土柱内温度和含水率的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 温度驱动下非饱和土中重金属离子的运移试验 |
| 4.1 试验装置 |
| 4.2 试验材料及方案 |
| 4.3 试验步骤 |
| 4.4 试验结果分析 |
| 4.4.1 温度、水分和重金属浓度分布规律 |
| 4.4.2 温度对重金属运移的影响 |
| 4.4.3 干密度对重金属运移的影响 |
| 4.4.4 重金属类型对其运移的影响 |
| 4.5 温度驱动下土体中重金属污染物运移机理 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 温度驱动下非饱和土中热-水-污染物迁移模型 |
| 5.1 一维物理模型 |
| 5.2 水分迁移方程及水力特性参数 |
| 5.3 热量传递方程及热物性参数 |
| 5.4 重金属运移方程 |
| 5.5 初始条件及边界条件 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 建议与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（6）矿区充填复垦物料中重金属元素释放-迁移研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.4 组织结构 |
| 2 样品采集与实验方法 |
| 2.1 样品准备及化学成分分析 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 淋溶实验结果与分析 |
| 3.1 淋溶作用下重金属元素释放特征 |
| 3.2 淋溶前后重金属元素赋存状态变化规律 |
| 3.3 淋溶作用下重金属元素潜在生态风险评价 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 重金属元素迁移数值模拟基本理论 |
| 4.1 数值模拟基本理论 |
| 4.2 数值模拟基本方程 |
| 4.3 数值模型的定解条件 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 重金属元素释放迁移的数值模拟 |
| 5.1 几何模型的建立 |
| 5.2 模型参数的确定 |
| 5.3 定解条件的确定 |
| 5.4 模拟结果与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（7）安庆铜矿床热液蚀变及成矿过程数值模拟研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题依据及研究意义 |
| 1.2 论文选题的国内外研究现状 |
| 1.2.1 数值模拟研究概况 |
| 1.2.2 国内热液成矿过程数值模拟研究现状 |
| 1.2.3 安庆铜矿床研究现状 |
| 1.2.4 地学数值模拟的软件和平台 |
| 1.3 存在问题及难点 |
| 1.4 研究内容和技术线路 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 1.5 研究成果及创新点 |
| 第二章 热液成矿过程动力学模型 |
| 2.1 多孔介质中热液迁移动力学模型 |
| 2.1.1 Darcy定律-Boussinesq方程 |
| 2.1.2 质量守恒方程 |
| 2.1.3 能量守恒方程 |
| 2.1.4 溶质传递方程 |
| 2.2 多物理化学场耦合 |
| 2.3 无量纲化 |
| 2.4 矿化率和矿化量 |
| 第三章 安庆铜矿床地质概况 |
| 3.1 区域地质特征 |
| 3.2 矿床概况 |
| 3.3 矿区地质特征 |
| 3.3.1 地层 |
| 3.3.2 构造 |
| 3.3.3 岩浆岩 |
| 3.3.4 矿体特征 |
| 3.3.5 蚀变分带特征 |
| 3.3.6 成矿流体来源及物理化学条件 |
| 3.3.7 成矿期次划分 |
| 第四章 数值模拟模型构建及参数设定 |
| 4.1 模型构建 |
| 4.2 初始值边界条件及参数设置 |
| 4.3 孔隙度和渗透率约束 |
| 4.4 平衡浓度约束 |
| 第五章 安庆铜矿床成矿流体动力学数值模拟 |
| 5.1 概念模型数值模拟 |
| 5.2 安庆铜矿床地质模型数值模拟 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 安庆铜矿床蚀变矿化过程数值模拟 |
| 6.1 早矽卡岩阶段蚀变矿物形成过程数值模拟 |
| 6.2 磁体矿阶段和石英硫化物阶段成矿过程数值模拟 |
| 6.3 小结 |
| 第七章 结论 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 存在问题及展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（8）油页岩原位注热开采污染物迁移规律的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 油页岩原位开采技术研究现状 |
| 1.3 油页岩开发利用对环境影响研究现状 |
| 1.3.1 国外油页岩开发利用对环境的影响 |
| 1.3.2 国内油页岩开发利用对环境影响 |
| 1.4 油页岩孔隙结构与渗透特性研究现状 |
| 1.4.1 油页岩孔隙结构研究 |
| 1.4.2 油页岩渗透特性研究 |
| 1.5 泥岩孔隙结构与渗透特性研究现状 |
| 1.6 主要存在的问题 |
| 1.7 主要研究内容与技术路线 |
| 1.7.1 主要研究内容 |
| 1.7.2 技术路线 |
| 第二章 温度作用下油页岩和油页岩地层泥岩孔隙特征演化规律 |
| 2.1 试验设备及试验方法 |
| 2.1.1 试验设备 |
| 2.1.2 试验样品 |
| 2.1.3 试验方法及步骤 |
| 2.2 油页岩热解特性及孔隙结构随温度的变化特征 |
| 2.2.1 油页岩在不同温度下的热解特征 |
| 2.2.2 油页岩孔隙结构随温度变化的特征 |
| 2.2.3 油页岩孔隙率与有机质含量和温度之间的关系 |
| 2.3 油页岩顶底板泥岩孔隙结构随温度变化特征 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 高温三轴应力下油页岩变形及渗透规律的试验研究 |
| 3.1 试验设备及试验方法 |
| 3.1.1 试验设备 |
| 3.1.2 试验样品 |
| 3.1.3 试验方法及步骤 |
| 3.2 高温三轴应力条件下油页岩的轴向变形特征 |
| 3.2.1 油页岩轴向变形计算 |
| 3.2.2 200m埋深油页岩轴向变形特征 |
| 3.2.3 500m埋深油页岩轴向变形特征 |
| 3.3 高温三轴应力条件下油页岩渗透率演化规律 |
| 3.3.1 油页岩渗透率随温度变化规律 |
| 3.3.2 油页岩渗透率随孔隙压变化规律 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 高温三轴应力下油页岩地层泥岩力学与渗流特性研究 |
| 4.1 试验设备及试验方法 |
| 4.1.1 试验设备 |
| 4.1.2 试验样品 |
| 4.1.3 试验步骤 |
| 4.2 高温三轴应力下泥岩热变形特征 |
| 4.2.1 高温三轴应力下泥岩轴向热变形特征 |
| 4.2.2 泥岩热变形在油页岩原位注热开采工程中的应用 |
| 4.3 高温三轴应力下泥岩弹性模量的温度效应 |
| 4.3.1 三轴应力下泥岩弹性模量计算方法 |
| 4.3.2 泥岩弹性模量温度效应 |
| 4.3.3 泥岩弹性模量温度效应机理讨论 |
| 4.4 高温三轴应力下泥岩渗透率演化规律 |
| 4.4.1 高温三轴应力下泥岩渗透率测量方法 |
| 4.4.2 高温400℃及三轴应力下泥岩渗透率演化规律 |
| 4.4.3 100℃及三轴应力下泥岩渗透率演化规律 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 油页岩地层注热开采污染物迁移规律的研究 |
| 5.1 数学模型 |
| 5.1.1 裂缝渗流和基岩内渗流控制方程 |
| 5.1.2 温度场控制方程 |
| 5.1.3 岩块变形控制方程 |
| 5.1.4 污染物在多孔介质内的扩散控制方程 |
| 5.2 计算模型确定及模拟方案 |
| 5.2.1 计算模型的确定 |
| 5.2.2 计算模型的边界条件 |
| 5.2.3 岩体物理参数的选取 |
| 5.2.4 模拟方案 |
| 5.3 污染物在顶底板及周围岩层中的迁移规律 |
| 5.3.1 15m泥岩20m泥质砂岩作为封隔层(方案1)污染物迁移规律 |
| 5.3.2 5m泥质砂岩10m泥岩互层作为封隔层(方案2)污染物迁移规律 |
| 5.3.3 5m泥质砂岩5m泥岩互层作为封隔层(方案3)污染物迁移规律 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 主要结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间发表的论文及参与科研项目 |
| 博士学位论文独创性声明 |
（9）高温作用下油页岩热物理、渗流、力学特征各向异性演化规律及其应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 油页岩的开发价值 |
| 1.1.2 油页岩原位开采技术及其前景 |
| 1.1.3 油页岩各向异性的特点 |
| 1.1.4 原位开采技术面临的各向异性问题 |
| 1.2 高温作用下岩石的传热、力学、渗流特征研究现状 |
| 1.2.1 温度作用下岩石热物理特征各向异性的研究现状 |
| 1.2.2 温度作用下岩石力学性质各向异性研究现状 |
| 1.2.3 温度作用下岩石渗流特性各向异性研究现状 |
| 1.2.4 考虑岩石各向异性多场耦合数值模拟研究现状 |
| 1.3 高温作用下油页岩各向异性研究主要存在的问题 |
| 1.4 本文的主要研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第二章 温度作用下热物理特征各向异性演化规律 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验试件、实验设备与方法 |
| 2.2.1 试件制备 |
| 2.2.2 高温作用下油页岩热传导实验设备与方法 |
| 2.2.3 高温作用下油页岩波速实验设备与方法 |
| 2.2.4 高温作用下油页岩热破裂实验设备与方法 |
| 2.3 温度作用下油页岩热传导、波速及热破裂各向异性演化规律 |
| 2.3.1 温度作用下油页岩热传导系数变化规律 |
| 2.3.2 温度作用下油页岩波速变化规律 |
| 2.3.3 温度作用下热破裂各向异性变化规律 |
| 2.3.4 高温作用下热传导系数与波速各向异性系数分析 |
| 2.4 波速、热传导系数、热破裂之间的关联分析 |
| 2.4.1 热传导系数和波速与热破裂的关系 |
| 2.4.2 热传导系数与波速的关系 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 高温三轴应力作用下油页岩渗透特征各向异性演化规律 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验试件、实验设备与方法 |
| 3.2.1 试件制备 |
| 3.2.2 渗透实验设备与实验过程 |
| 3.2.3 CT微观结构渗流场模拟方法 |
| 3.3 CT微观结构渗流场模拟结果分析 |
| 3.4 高温三轴渗透实验结果与分析 |
| 3.4.1 平行层理和垂直层理方向渗透率随孔隙压力变化规律 |
| 3.4.2 垂直层理和平行层理方向渗透率随温度变化规律 |
| 3.4.3 油页岩渗透率各向异性系数随温度变化规律 |
| 3.5 渗透率各向异性演化与孔裂隙各向异性演化的关系 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 高温作用下油页岩力学特征各向异性演化规律 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验试件、实验设备与方法 |
| 4.2.1 高温单轴压缩实验系统 |
| 4.2.2 试件制备 |
| 4.2.3 实验过程 |
| 4.3 高温作用下油页岩的力学参数各向异性实验结果与分析 |
| 4.3.1 高温作用下应力-应变特征分析 |
| 4.3.2 高温作用下油页岩强度特征各向异性变化规律 |
| 4.3.3 高温作用下油页岩弹性模量特征各向异性变化规律 |
| 4.3.4 高温作用下油页岩的峰值应变各向异性变化规律 |
| 4.4 高温作用下油页岩压缩过程声发射现象各向异性研究 |
| 4.4.1 单轴压缩过程中声发射振铃计数各向异性变化规律 |
| 4.4.2 单轴压缩过程中声发射能量率各向异性变化规律 |
| 4.5 高温作用下油页岩的损伤特性各向异性研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 三轴应力约束下油页岩热变形与蠕变特征各向异性演化规律 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验试件、实验设备与方法 |
| 5.2.1 高温三轴变形实验设备 |
| 5.2.2 试件制备 |
| 5.2.3 热变形实验过程 |
| 5.2.4 高温蠕变实验过程 |
| 5.3 热变形和蠕变实验结果分析与讨论 |
| 5.3.1 垂直层理和平行层理方向热变形随温度变化规律 |
| 5.3.2 垂直层理和平行层理方向热变形随轴向压力变化规律 |
| 5.3.3 热变形各向异性系数随温度和应力变化规律 |
| 5.3.4 温度作用下蠕变变形各向异性演化规律 |
| 5.4 温压作用下油页岩变形各向异性演化机理研究 |
| 5.4.1 油页岩在应力作用下变形各向异性机理 |
| 5.4.2 温度诱导油页岩变形各向异性演化机理 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 考虑油页岩各向异性原位注蒸汽开采数值研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 热流固耦合数学模型及数值求解 |
| 6.2.1 数学模型 |
| 6.2.2 物理几何模型 |
| 6.2.3 初始与边界条件 |
| 6.3 高温作用下热流固各向异性参数的确定 |
| 6.4 数值模拟结果及分析 |
| 6.4.1 注蒸汽过程中储层孔隙压变化规律 |
| 6.4.2 注蒸汽过程中储层温度变化规律 |
| 6.4.3 注蒸汽过程中储层应力与位移变化规律 |
| 6.4.4 注蒸汽过程中储层渗透率变化规律 |
| 6.4.5 注蒸汽过程中油气产量变化规律 |
| 6.4.6 传热、渗流、力学参数对油气产量影响敏感性分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间发表的论文及参加的科研项目 |
| 博士论文独创性说明 |
（10）多场耦合作用下隧址区垃圾渗滤液运移规律及其对围岩稳定性的影响（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究目的与意义 |
| 1.2 垃圾渗滤液运移及对岩土体强度影响的研究现状 |
| 1.2.1 应力场下垃圾渗滤液运移研究现状 |
| 1.2.2 化学场下垃圾渗滤液运移研究现状 |
| 1.2.3 垃圾渗滤液对岩土体强度影响的研究现状 |
| 1.3 研究不足 |
| 1.4 主要研究内容及技术路线 |
| 2 隧道开挖前垃圾渗滤液在地层中的运移规律 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 工程背景 |
| 2.3 地下水模拟软件介绍 |
| 2.4 数学模型理论依据 |
| 2.4.1 地下水运动数学模型 |
| 2.4.2 溶质运动数学模型 |
| 2.5 隧道开挖前的水文地质模型 |
| 2.5.1 模型概化 |
| 2.5.2 边界条件和初始水头 |
| 2.5.3 数值模拟设置 |
| 2.6 隧道开挖前地下水流模型的参数设定 |
| 2.6.1 地下水补给 |
| 2.6.2 水文地质参数 |
| 2.6.3 参数敏感性测试 |
| 2.7 隧道开挖前地下水流模型的校正和验证 |
| 2.7.1 隧道开挖前地下水流模型校正的过程 |
| 2.7.2 隧道开挖前地下水流模型的验证 |
| 2.8 隧道开挖前地下水流模拟结果 |
| 2.9 隧道开挖前溶质运移模拟结果 |
| 2.9.1 隧道开挖前溶质运移模型溶质的选取 |
| 2.9.2 隧道开挖前溶质运移模型参数设置 |
| 2.9.3 隧道开挖前溶质运移模型模拟结果 |
| 2.10 本章小结 |
| 3 应力场-渗流场耦合作用下垃圾渗滤液的运移规律 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 应力场下渗透系数的变化 |
| 3.2.1 实验原理 |
| 3.2.2 实验准备工作 |
| 3.2.3 实验步骤 |
| 3.2.4 实验数据分析 |
| 3.3 隧道开挖后地下水流变化 |
| 3.3.1 隧道开挖后地下水流模型概化 |
| 3.3.2 隧道开挖后模型参数设定 |
| 3.3.3 隧道开挖后地下水流模型的校正和验证 |
| 3.4 隧道开挖后地下水流模型的模拟结果 |
| 3.5 隧道开挖后溶质运移模拟结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 化学场-渗流场耦合作用下垃圾渗滤液的运移规律 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 孔隙度测试实验 |
| 4.2.1 实验设计 |
| 4.2.2 实验原理 |
| 4.2.3 实验结果分析 |
| 4.3 化学场作用下地下水流模拟 |
| 4.3.1 化学场下地下水流模型概化和设置 |
| 4.3.2 化学场下地下水流模型参数设置 |
| 4.4 化学场下地下水流模型的校正与验证 |
| 4.4.1 化学场下地下水流模型参数敏感性测试 |
| 4.4.2 化学场下地下水流模型的校正 |
| 4.4.3 化学场下地下水流模型的验证 |
| 4.5 化学场下地下水流模型模拟的水位结果 |
| 4.6 化学场下溶质运移模拟结果 |
| 4.6.1 化学场下模型第一层监测井处实测与模拟浓度的对比 |
| 4.6.2 化学场下模型第二层隧道区实测与模拟浓度的对比 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 多场耦合作用对隧道围岩稳定性影响研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 隧道开挖对围岩稳定性影响的数值模拟 |
| 5.2.1 数值模拟的准备工作 |
| 5.2.2 结果分析 |
| 5.3 化学场作用下隧道开挖对围岩稳定性的影响 |
| 5.3.1 垃圾渗滤液腐蚀对岩石力学特性的影响 |
| 5.3.2 化学场作用下隧道开挖围岩稳定性分析 |
| 5.4 化学场-渗流场作用下隧道围岩稳定性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 后续展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A 作者在攻读博士学位期间参加的科研项目 |
| B 作者在攻读博士学位期间发表的论文 |
| C 学位论文数据集 |
| 致谢 |
四、多场耦合理论在污染物运移过程中的应用（论文参考文献）
- [1]废弃矿井处置中低放核废料的迁移衰变机理数值模拟研究[D]. 吴琼. 中国矿业大学, 2021
- [2]多场耦合模型在CO2咸水层封存分析中的应用[D]. 胡佩. 大连理工大学, 2021(01)
- [3]温度梯度作用下非饱和硫酸盐渍土水盐迁移及其变形特性研究[D]. 周立增. 兰州理工大学, 2021
- [4]污染地基土电渗加固和电动修复理论与试验研究[D]. 臧俊超. 浙江大学, 2020
- [5]非饱和土中的水热传输过程及重金属污染物迁移试验研究[D]. 郭文凯. 北京交通大学, 2020(03)
- [6]矿区充填复垦物料中重金属元素释放-迁移研究[D]. 徐朝容. 中国矿业大学, 2020(01)
- [7]安庆铜矿床热液蚀变及成矿过程数值模拟研究[D]. 戴文强. 合肥工业大学, 2020(02)
- [8]油页岩原位注热开采污染物迁移规律的研究[D]. 董付科. 太原理工大学, 2019(03)
- [9]高温作用下油页岩热物理、渗流、力学特征各向异性演化规律及其应用[D]. 王国营. 太原理工大学, 2019(03)
- [10]多场耦合作用下隧址区垃圾渗滤液运移规律及其对围岩稳定性的影响[D]. 冯源升. 重庆大学, 2019(01)