Thermo-Hydromechanical and Chemical Coupling in Geomaterials and Applications pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Burlion, Nicolas/ Rougelot, Thomas

出品人:

页数:800

译者:

出版时间:2009-7

价格:£ 165.00

装帧:

isbn号码:9781848210431

丛书系列:

图书标签:

• Geomechanics
• Thermo-hydromechanics
• Chemical coupling
• Geomaterials
• Porous media
• Numerical modeling
• Rock mechanics
• Soil mechanics
• Energy geotechnics
• Coupled phenomena

好的，这是一本名为《Thermo-Hydromechanical and Chemical Coupling in Geomaterials and Applications》的图书的详细内容简介。 --- 图书名称：《Thermo-Hydromechanical and Chemical Coupling in Geomaterials and Applications》 图书简介 本书深入探讨了岩土材料中热、水、力、化学等多场耦合作用的复杂机理及其在工程应用中的关键影响。在地质工程、土木工程、能源工程等领域，岩土体（如岩石、土壤、冻土、粘土等）的长期行为往往受到温度变化、孔隙水流动、应力应变响应以及化学侵蚀等多因素的共同制约。理解和量化这些耦合效应是确保工程结构安全、稳定和可持续运行的基础。 本书内容结构严谨，逻辑清晰，从基础理论出发，逐步深入到复杂的模型建立和实际工程案例分析，旨在为科研人员、高级工程技术人员和研究生提供一份全面且前沿的参考资料。 第一部分：理论基础与耦合机制 本书首先系统地回顾了岩土力学、渗流理论、热传输原理以及岩土化学作用的基本概念。重点阐述了这些物理场之间如何相互影响，形成复杂的耦合系统。 热力学基础与岩土体热响应： 详细介绍了岩土材料的热传导、对流和辐射机制。讨论了温度梯度对孔隙流体流动的影响（如热对流和热毛细管力），以及温度变化引起的体积膨胀或收缩（热应力）。 水力学原理与多孔介质渗流： 涵盖了达西定律、非饱和渗流以及孔隙结构对水力学特性的影响。特别关注了温度和应力对渗透率的反馈效应，例如，温度升高可能导致冰的融化或孔隙结构的变化，从而显著改变水力传导能力。 力学行为与应力-应变响应： 阐述了线弹性和弹塑性本构模型在描述岩土体受力下的变形与破坏行为。重点分析了有效应力原理在考虑孔隙水压力变化时的应用，以及热膨胀和水-固耦合作用对宏观力学响应的修正。 岩土化学过程与矿物反应： 引入了影响岩土体长期稳定性的关键化学因素，如离子交换、溶解与沉淀、水合作用以及酸碱侵蚀。讨论了化学作用如何改变岩土的微观结构、孔隙率和强度特性。 第二部分：关键耦合模型与数值模拟 本部分着重于如何将上述理论转化为可操作的数学模型，并利用现代数值方法进行求解。 热-力耦合模型（Thermo-Mechanical Coupling）： 阐述了如何构建考虑温度对弹性模量、泊松比和热膨胀系数影响的本构方程。重点讨论了在高温或低温环境下（如地热工程、冻土工程）的应力分析方法。 水-力耦合模型（Hydro-Mechanical Coupling）： 深入分析了孔隙水压力、有效应力与变形之间的相互作用。介绍了在渗流-固结分析中常用的有限元或有限差分方法，尤其关注了边坡稳定性分析中地下水位波动的动态影响。 热-水耦合模型（Thermo-Hydro Coupling）： 详细探讨了温度驱动的孔隙水迁移机制，包括扩散、对流以及毛管力在不同温度下的变化。这对于油气开采中的流体流动和地下水热资源利用至关重要。 多场全耦合（Thermo-Hydro-Mechanical-Chemical, THMC）： 本书的核心部分之一，系统地提出了将热、水、力、化学场纳入统一框架的建模策略。讨论了如何处理不同场之间耦合强度的差异性，以及如何求解高度非线性的偏微分方程组。 第三部分：工程应用与案例分析 本书的最后一部分将理论和模型应用于实际工程问题，展示了THMC耦合分析的工程价值。 核废料深地质处置库（Deep Geological Repositories）： 分析了高温放射性物质衰变热对周围岩体（如花岗岩、粘土）的热-水-力-化学响应。重点关注温度梯度引发的流体流动、压力升高以及对容器腐蚀和废物包容性的影响。 冻土工程与寒区基础设施： 深入研究了季节性冻融循环对地基承载力、冻胀和融沉的影响。阐述了如何利用THMC模型预测多年冻土层的热力学状态和力学稳定性。 油气田开采与非常规能源： 讨论了水力压裂（Hydraulic Fracturing）过程中的温度效应和化学侵蚀。分析了CO2捕获与封存（CCS）中，CO2注入对储层岩石的矿物溶解和渗透率变化的长期影响。 地热能开发与地下热流体流动： 探讨了在人工热储层中，热流体循环导致的岩石热损伤、应力重分布以及孔隙结构演化。 本书特色 本书不仅提供了全面的理论基础，还融合了最新的研究成果和工程实践经验。通过大量的图表、实例和关键参数的讨论，帮助读者建立对岩土多场耦合问题的直观理解，并掌握利用先进数值软件进行复杂工程模拟的能力。本书的深度和广度使其成为岩土工程、地球科学和能源工程领域不可或缺的参考工具。 ---

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