地球化学作用下饱和-非饱和介质水力-传质-传热耦合模型.pdfVIP

地球化学作用下饱和-非饱和介质 水力-传质-传热耦合模型 姜利国 梁冰 辽宁工程技术大学力学与工程学院，辽宁阜新 123000 摘要：地球化学作用是影响岩土类多孔介质中流体流动、传质、传热的重要因素之一。基于Fredlund 所提出的非饱和土四相理论，将地球化学作用所产生的溶解/沉淀视为一个独立相，在一定的假设基础上， 利用溶质浓度对介质孔隙度、含水率进行修正，从而建立起传质过程与介质水力性质之间的关系，改进了 传统模型中传质过程与流体密度、黏度之间单一的耦合关系；并以此为基础建立了考虑地球化学作用下饱 和-非饱和介质中多组分、多相流体渗流场-浓度场-温度场耦合的数学模型。通过在实验室内对反应性煤 矸石进行渗透实验的结果对笔者所建模型进行了验证，结果表明：综合考虑溶解作用时所测点处渗流速度 与未考虑耦合作用的结果相比增大0.58倍；单独考虑溶解/沉淀相时，所测点处渗流速度与未考虑密度耦 合作用时的结果相比增大0.44倍。水流的实际渗透速度与在使用考虑溶解/沉淀相计算模型时的结果吻 合较好。 地球化学作用；饱和-非饱和介质；溶解/沉淀；耦合模型 P641.3;TV13 A 1671-5888(2011)05-1529-06 ACoupledModelofHydro-Transport-ThermalinVariableSaturated PorousMediaConsideringGeochemicalProcess JIANGLi-guoLIANGBing 2010-10-27 国家自然科学基金项目50974070) 姜利国(1983-)，男，辽宁丹东人，讲师，博士，主要从事渗流力学及多物理场耦合的研究，E-mail： GingerJarrod@。 iawithfourphases 目浓度cs 水头差为 @@[1] 周创兵，陈益峰，姜清辉，等.复杂岩体多场广义耦合分 析导论[M].北京：中国水利水电出版社，2008. ZHOUChuang-bing,CHENYi-feng,JIANGQing hui, et al. Introduction to generalized multifield couplinganalysisforcomplexrockmass[M].Beijing: ChinaWaterPowerPress,2008. @@[2] DavisGB,RitchieAIM.Amodelofoxidationin pyriticminewaste:Part1:equationsandapproximate solution[J].AppliedMathematicalModel,1986,10: 314-322. @@[3] DavisGB,DohertyG,RitchieAIM.Amodelof oxidationinpyriticminewaste:Part2:comparisonof numericaland approximatesolution[J]. Applied MathematicalModel,1986,10:323-329. @@[4] DavisGB,RitchieAIM.Amodelofoxidationin pyriticminewaste:Part3:importanceofparticlesize distribution[J].AppliedMathematicalModel,1987, 11:417-422. @@[5] WunderlyMD,BlowesDW,FrindEO,etal.Sulfide mineraloxidationandsubsequentreactivetransportof oxidationproductsi