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基于变分渐近法预测饱和多孔介质流固耦合性能的细观力学模型

钟轶峰 杨文文 张亮亮 周小平 秦文正

钟轶峰, 杨文文, 张亮亮, 等. 基于变分渐近法预测饱和多孔介质流固耦合性能的细观力学模型[J]. 复合材料学报, 2016, 33(4): 947-953. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20150930.001
引用本文: 钟轶峰, 杨文文, 张亮亮, 等. 基于变分渐近法预测饱和多孔介质流固耦合性能的细观力学模型[J]. 复合材料学报, 2016, 33(4): 947-953. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20150930.001
ZHONG Yifeng, YANG Wenwen, ZHANG Liangliang, et al. Micromechanical model for predicting fluid-solid coupling performance of saturated porous media based on variational asymptotic method[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2016, 33(4): 947-953. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20150930.001
Citation: ZHONG Yifeng, YANG Wenwen, ZHANG Liangliang, et al. Micromechanical model for predicting fluid-solid coupling performance of saturated porous media based on variational asymptotic method[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2016, 33(4): 947-953. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20150930.001

基于变分渐近法预测饱和多孔介质流固耦合性能的细观力学模型

doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20150930.001
基金项目: 国家自然科学基金(11272363,51279218)
详细信息
    通讯作者:

    钟轶峰,博士,副教授,博士生导师,研究方向为复合材料力学。E-mail:zhongjy58@sina.com

  • 中图分类号: TB330.1

Micromechanical model for predicting fluid-solid coupling performance of saturated porous media based on variational asymptotic method

  • 摘要: 饱和岩土类多孔材料内固、液相不同属性产生的各向异性和多孔微结构的不均匀性使得材料的细观力学特性计算变得十分复杂。为准确预测岩土类材料的有效弹性性能和细观应力-应变场,基于Biot多孔弹性介质理论,建立可描述岩土类多孔材料固液相运动的能量泛函和相应的多孔弹性本构关系;利用细、宏观尺度比作为小参数将能量变分泛函渐近扩展为系列近似泛函;以场变量波动函数为未知量,通过解决近似泛函的最小化问题(驻值问题)得到波动函数的解析解,从而建立逼近物理和工程真实性的细观力学模型,并通过有限元技术得以数值实现。多孔介质材料细观力学特性算例表明:与经典均匀化理论(将液体类比为具有较高泊松比的固体材料)相比,基于变分渐近均匀化细观模型预测的多孔介质材料细观力学特性更精确,尤其是能准确重构多孔微结构内局部应力-应变场分布,为损伤破坏、局部断裂分析奠定了坚实基础。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2015-06-15
  • 修回日期:  2015-08-21
  • 刊出日期:  2016-04-15

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