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非饱和土中热—水力—力学—传质耦合过程模拟及土壤环境工程中的应用

中文摘要第1-6页
英文摘要第6-8页
目录第8-11页
第一章 绪论第11-30页
 1.1 课题的工程背景及意义第11-13页
 1.2 当今土力学的发展方向第13-14页
 1.3 土壤类多孔介质耦合问题的数学模型第14-16页
 1.4 土壤的本构研究第16-18页
 1.5 非饱和土的传质分析第18-19页
 1.6 对流扩散方程的数值求解过程第19-20页
 1.7 多孔多相介质的传热分析第20-21页
 1.8 工程土障的应用和数值分析第21页
 1.9 本文的主要工作第21-30页
第二章 土力学的基本概念第30-59页
 2.1 土中固体的矿物组成第30-31页
 2.2 土的结构及其构造第31-33页
 2.3 空间平均化方法第33-34页
 2.4 非饱和土中相的性质及其相互关系第34-39页
  2.4.1 土中水第35-36页
  2.4.2 土中气第36页
  2.4.3 土中三相的相互关系第36-37页
  2.4.4 非饱和土三相的基本物理指标第37-39页
 2.5 非饱和土中水的流动第39-52页
  2.5.1 毛细作用和滞回曲线第39-45页
  2.5.2 非饱和土的流动方程第45-47页
  2.5.3 渗透率第47-50页
  2.5.4 质量守恒方程第50-51页
  2.5.5 初值边值条件第51-52页
 2.6 非饱和土中的应力第52-59页
  2.6.1 非饱和土的有效应力第52-56页
  2.6.2 非饱和土的净应力第56-59页
第三章 饱和及非饱和多孔介质的数学模型第59-77页
 3.1 饱和土固结问题的广义Biot公式第61-62页
 3.2 非饱和土的三相模型第62-77页
  3.2.1 李锡夔提出的非饱和土三相数学模型第62-65页
  3.2.2 Schrefler B.A.提出的非饱和土三相数学模型第65-67页
  3.2.3 Thomas H.R.提出的非饱和土热-水力-力学全耦合模型第67-72页
  3.2.4 热-水力-力学-传质全耦合模型第72-77页
第四章 非饱和土中污染物输运过程的数学模型第77-96页
 4.1 常用物理参数第78-79页
 4.2 水动力学扩散(hydrodynamic dispersion)第79-81页
 4.3 对流、扩散和逸散流量第81-86页
  4.3.1 对流和逸散流量第82页
  4.3.2 机械逸散系数(D)第82-85页
  4.3.3 分子弥散流量第85页
  4.3.4 水动力学扩散系数第85-86页
 4.4 污染物输运的其它控制现象第86-89页
  4.4.1 不动水效应(immobile water effect)第86-87页
  4.4.2 吸附(adsorption)第87-89页
  4.4.3 降解(degradation)第89页
 4.5 污染物输运的质量守恒方程第89-90页
 4.6 边界条件和初始条件第90-91页
 4.7 非饱和土中溶混污染物输运的控制方程第91-96页
第五章 非饱和土热—水力—力学本构模型及本构行为的数值模拟第96-143页
 5.1 基础知识第96-101页
  5.1.1 应力不变量第96-97页
  5.1.2 本构定律第97页
  5.1.3 CamClay类模型第97-98页
  5.1.4 内摩擦角类模型第98-101页
 5.2 非饱和土中的常用本构模型第101-111页
  5.2.1 Alonso-Gens模型第101-103页
  5.2.2 Bolzon-Schrefler模型第103-105页
  5.2.3 Homand-Shao模型第105-107页
  5.2.4 CAP模型第107-111页
 5.3 非饱和土的热-水力-力学本构模型第111-132页
  5.3.1 热—水力—力学行为的主要实验结果第111-115页
  5.3.2 非饱和土的热-水力-力学本构模型第115-120页
  5.3.3 本构定律的数值积分第120-126页
  5.3.4 数值算例和结果第126-132页
 5.4 Foca粘土的参数识别和校核第132-143页
  5.4.1 Alonso-Gens模型及参数识别第132-133页
  5.4.2 非饱和土中水力计算的材料参数确定第133-137页
  5.4.3 Foca土中力学材料参数的确定第137-140页
  5.4.4 水力和力学参数的工程校核-Benchmark考题第140-143页
第六章 热—水力—力学耦合模型的有限元离散及数值分析第143-159页
 6.1 参考体积元上流相的欧拉质量变化率及温度的欧拉热变化率第143-145页
 6.2 热—水力—力学分模型的有限元离散第145-154页
 6.3 数值算例校核第154-159页
第七章 对流扩散方程的数值方法第159-197页
 7.1 标准Galerkin法(Bubnov Galerkin method)第160-161页
 7.2 Petrov-Galerkin法第161-163页
 7.3 Tavlor-Galerkin法第163-164页
 7.4 特征线Galerkin法第164-167页
 7.5 隐式特征线Galerkin法及其有限元数值算法第167-188页
  7.5.1 对流—扩散方程的隐式特征线Galerkin方法第168-171页
  7.5.2 隐式特征线Galerkin方法的有限元离散第171-174页
  7.5.3 稳定性分析第174-175页
  7.5.4 数值例题和结果第175-188页
 7.6 求解污染物输运过程的特征线Galerkin法第188-197页
  7.6.1 显式特征线Galerkin法第188-191页
  7.6.2 隐式特征线Galerkin法第191-194页
  7.6.3 隐式算法求解污染物输运问题的数值例题及其结果第194-197页
第八章 耦合模型的应用及工程土障的数值模拟第197-206页
 8.1 耦合模型的应用第197-201页
 8.2 工程土障的热-水力-力学-传质耦合过程的数值模拟第201-206页
第九章 总结与展望第206-208页
 9.1 总结第206-207页
 9.2 展望第207-208页
论文创新点第208-209页
附录第209-214页
攻读博士学位期间完成的相关学术论文第214-215页
致谢第215-216页

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