可变形多孔介质渗透系数的测定方法-矿业114网 
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可变形多孔介质渗透系数的测定方法
2011-07-25
在B io t 理论基础上给出可变形多孔介质耦合渗流基本方程; 求出小试件 一维定常耦合渗流问题的解答; 表明在一维流固耦合情况下试件内部压力梯度有明显 的非均匀性。因此通过实验确定可变形多孔介质渗透系数在数学上可归结为微分方程 的反问题, 传统的测试渗透系数的方法需要改进。介绍了可变形多孔介质渗透系数的 测试原理和测试方法。对粒状多孔材料实验的结果表明, 传统实验方法得到的渗透系 数误差较大。
第 13 卷第 3 期 1998 年 9 月 实验力学 JOU RNAL O F EXPER IM EN TAL M ECHAN ICS Vo l. 13  No. Sep. 1998 3 α 可 变 形 多 孔 介 质 渗 透 系 数 的 测 定 方 法 徐 曾 和徐 小 荷许 继 军 东 北 大 学 岩 石 破 裂 与 失 稳 研 究 中 心 , 沈 阳 , 110006) ( 摘 要在 B io t 理 论 基 础 上 给 出 可 变 形 多 孔 介 质 耦 合 渗 流 基 本 方 程 ; 求 出 小 试 件 一 维 定 常 耦 合 渗 流 问 题 的 解 答 ; 表 明 在 一 维 流 固 耦 合 情 况 下 试 件 内 部 压 力 梯 度 有 明 显 的 非 均 匀 性 。 因 此 通 过 实 验 确 定 可 变 形 多 孔 介 质 渗 透 系 数 在 数 学 上 可 归 结 为 微 分 方 程 的 反 问 题 , 传 统 的 测 试 渗 透 系 数 的 方 法 需 要 改 进 。 介 绍 了 可 变 形 多 孔 介 质 渗 透 系 数 的 测 试 原 理 和 测 试 方 法 。 对 粒 状 多 孔 材 料 实 验 的 结 果 表 明 , 传 统 实 验 方 法 得 到 的 渗 透 系 数 误 差 较 大 。 关 键 词可 变 形 多 孔 介 质渗 透 系 数流 固 耦 合 1 前 言 流 体 通 过 多 孔 介 质 的 渗 透 是 许 多 工 程 学 科 的 基 础 。 无 论 是 地 下 渗 透 , 还 是 工 程 渗 流 , 所 涉   及 的 多 孔 介 质 大 多 是 可 变 形 体 。此 时 多 孔 介 质 变 形 与 其 中 流 体 流 动 存 在 比 较 强 的 相 互 作 用 , 分 别 研 究 流 体 渗 流 与 介 质 变 形 已 无 法 反 映 这 类 问 题 的 特 点 。 可 变 形 多 孔 介 质 渗 流 的 最 主 要 特 点 是 介 质 渗 透 率 (或 渗 透 系 数 ) 是 介 质 变 形 (或 介 质 应 力 和 孔 隙 压 力 ) 的 函 数 , 在 工 程 上 一 般 采 用 实 验 的 方 法 确 定 具 体 多 孔 介 质 的 渗 透 系 数 。 在 经 典 渗 流 力 学 中 , 由 于 忽 略 介 质 变 形 与 流 体 渗 流 的 相 互 作 用 , 在 一 维 稳 定 渗 流 的 情 况 下 , 介 质 内 部 的 压 力 梯 度 是 常 量 。 这 样 可 通 过 小 试 件 一 维 渗 流 实 验 直 接 确 定 介 质 的 渗 透 系 数 。 对 于 可 变 形 多 孔 介 质 , 通 过 一 维 稳 定 渗 流 试 验 确 定 介 质 的 渗 透 系 数 , 仍 是 最 方 便 的 方 法 。 但 此 时 许 多 研 究 者 仍 假 设 介 质 内 部 压 力 梯 度 是 均 匀 的 常 量 , 通 过 曲 线 拟 合 的 方 法 , 由 测 试 值 得 到 介 质 渗 透 系 数 的 经 验 函 数 。事 实 上 , 在 流 固 耦 合 的 情 况 下 , 即 使 是 一 维 稳 定 渗 流 , 试 件 内 部 的 压 力 梯 度 也 是 非 均 匀 的 , 因 此 由 实 测 值 直 接 拟 合 试 验 曲 线 的 方 法 失 效 。 由 于 试 件 内 压 力 梯 度 非 均 匀 , 首 先 需 要 建 立 适 当 的 数 学 模 型 , 该 模 型 能 反 映 介 质 渗 透 系 数 与 实 测 值 的 关 系 。这 样 由 试 验 确 定 渗 透 系 数 的 问 题 在 数 学 上 归 结 为 微 分 方 程 的 反 问 题 , 一 般 情 况 下 是 函 数 待 定 的 反 问 题 , 在 特 殊 情 况 下 可 简 化 为 参 数 待 定 的 反 问 题 。 本 文 首 先 按 B io t 建 立 三 维 固 结 理 论 的 基 本 思 想 , 对 其 理 论 加 以 扩 展 , 给 出 可 变 形 多 孔 介 α 本 文 于 1997 年 7 月 27 日 收 到 第 1 稿 , 1998 年 4 月 21 日 收 到 修 改 稿 第 3 期徐 曾 和 等 : 可 变 形 多 孔 介 质 渗 透 系 数 的 测 定 方 法 3 15 质 耦 合 渗 流 的 基 本 方 程 , 求 出 一 维 定 常 耦 合 渗 流 的 解 答 , 然 后 介 绍 了 可 变 形 多 孔 介 质 渗 透 系 数 的 测 试 原 理 与 测 试 方 法 , 对 粒 状 多 孔 材 料 试 验 的 结 果 表 明 , 传 统 方 法 测 得 的 渗 透 系 数 误 差 较 大 。 2 可 变 形 多 孔 介 质 耦 合 渗 流 的 基 本 方 程   B io t 提 出 的 三 维 固 结 理 论 , 最 早 考 察 了 三 向 压 缩 情 况 下 多 孔 介 质 变 形 与 孔 隙 流 体 流 动 的 相 互 作 用 。 B io t 理 论 是 建 立 在 线 性 弹 性 和 D arcy 定 律 的 基 础 上 的 。 即 假 设 多 孔 介 质 的 变 形 线 性 地 依 赖 于 介 质 应 力 和 孔 隙 流 体 压 力 , 孔 隙 率 的 改 变 也 线 性 地 依 赖 于 介 质 应 力 与 孔 隙 压 力 , 且 忽 略 了 孔 隙 压 力 对 介 质 剪 切 变 形 的 影 响 , 这 样 按 照 岩 石 力 学 中 以 压 为 正 以 拉 为 负 的 惯 用 规 定 , [ 1 ] 可 得 本 构 方 程 为 Ρ ij = 2GΕij + ∆ij (ΚΕ v + Αp ) , (i, j = 1, 2, 3) (1) Ε p = p öQ - ΑΕ, Ε = ∃n = n - v p n 0 (2. 1 - 3) 式 中 Ρij 是 应 力 , Εij 是 应 变 , p 是 孔 隙 压 力 , Κ, G 是 拉 梅 系 数 , ∆ij 是 Kroneker 记 号 , Α,Q 是 B io t 常 数 , 也 反 映 饱 和 多 孔 介 质 的 变 形 特 征 , n 是 介 质 的 瞬 时 孔 隙 率 , n 是 介 质 的 初 始 孔 隙 率 , ∃n 是 0 孔 隙 率 增 量 。 多 孔 介 质 整 体 变 形 的 几 何 方 程 与 弹 性 无 差 别 , 即 有 1 (ui, j + uj, i) (i, j = 1, 2, 3) (3) Ε ij = 式 中 u 式 中 q i 是 介 质 在 x i 方 向 的 位 移 。 而 流 动 符 合 D arcy 定 律 5 xpi , (i = 1, 2, 3) q i = - k 0 (4) 是 常 量 。 若 孔 隙 流 体 可 视 为 不 5 i 是 x i 方 向 的 渗 流 速 度 , k 0 是 渗 透 系 数 , 在 B io t 理 论 中 k 0 可 压 缩 的 , 则 由 上 述 假 定 ,B io t 给 出 了 三 维 固 结 的 精 确 描 述 5 Ε Μ 2 + Α55xpi = 0  (i = 1, 2, 3) (Κ+ G) 5 i + G¨ u i (5) (6) x 5 i 5pi ) = q 5x Q1 55pt - Α 5t 5Ε  (i = 1, 2, 3) Μ i ( 5 x ( 6) 式 中 右 端 项 是 按 照 多 孔 介 质 的 体 积 改 变 必 然 会 引 起 储 集 在 其 中 的 流 体 质 量 的 变 化 导 出 的 , 右 端 第 二 项 表 明 介 质 整 体 变 形 对 流 体 流 动 的 贡 献 。 但 这 仅 是 多 孔 介 质 影 响 其 中 流 体 流 动 的 一 个 方 面 , 实 际 上 , 当 孔 隙 空 间 改 变 时 , 孔 隙 流 体 流 动 的 阻 力 也 不 同 , 在 宏 观 上 即 表 现 为 介 质 渗 透 系 数 是 介 质 应 力 与 孔 隙 流 体 压 力 的 函 数 , 更 确 切 地 说 是 孔 隙 改 变 的 函 数 。若 多 孔 介 质 是 各 向 同 性 的 , 则 渗 透 系 数 仅 与 体 孔 隙 率 改 变 有 关 , 此 时 对 D arcy 定 律 加 以 推 广 即 可 得 如 下 渗 流 定 律 5 p x q i = - k (n) 5 (7) i 若 孔 隙 压 力 对 多 孔 介 质 变 形 与 平 衡 的 影 响 不 变 , 则 本 构 方 程 (1) , (2) 和 平 衡 方 程 (5) 的 形 式 不 变 , 但 (4) 式 由 (7) 式 代 替 , 将 (7) 式 代 入 (6) 可 知 5 i [k (n) 55xpi ] = 5x 5Ε Q1 55pt - ΑΑtΜ (8) ( 6)、 (8) 即 是 可 变 形 多 孔 介 质 耦 合 渗 流 的 基 本 方 程 。 3  16实验力学 (1998 年 ) 第 13 卷 3 一 维 定 常 耦 合 渗 流 问 题 的 基 本 方 程   对 于 土 、沙 、矿 浆 等 散 体 组 成 的 多 孔 介 质 , 经 常 采 用 限 制 侧 向 变 形 的 试 验 装 置 进 行 一 维 渗 Μ z 流 试 验 。 此 时 试 样 的 侧 向 应 变 和 剪 应 变 均 为 零 , 因 此 体 积 应 变 Ε 等 于 Ε, 而 孔 隙 改 变 为 = ∃n = p öQ - ΑΕ = p öQ - ΑΕ Ε p Μ z (9) 当 孔 隙 流 体 压 力 较 大 时 可 假 定 渗 透 系 数 满 足 A n eA (n0+ Εp ) = K A Εp e , K = k eA n0 k (n) = k 0 e = k 0 0 0 0 (10. 1 - 2) 0 0 0 式 中 k 是 常 量 , 若 n 为 常 量 , 则 K 也 是 常 量 , 可 视 为 介 质 的 初 始 渗 透 率 。 而 A 是 无 量 纲 数 , k 0 ,A 均 是 反 映 各 向 同 性 多 孔 介 质 渗 透 特 性 的 常 数 。 将 (9) 代 入 (10) 可 得 eA 1p - A 2 , A Ε = A öQ ,   A = ΑA z k (n) = K 若 在 试 验 中 控 制 试 样 的 轴 向 应 变 Ε 则 由 上 述 讨 论 , 可 得 一 维 稳 定 渗 流 的 数 学 模 型 0 1 2 (11. 1 - 3) z 为 常 量 , 试 样 底 部 的 流 体 压 力 为 p 0 , 顶 部 的 流 体 压 力 为 零 , - A 2 Ε Μ d dz p (0) = p (e ddpz ) = 0  0 < z < h A 1p k e 0 ( 12. 1 - 3) 0 ,   p (h) = 0 问 题 (É ) 是 非 线 性 的 , 显 然 (12) 的 初 积 分 为 eA 1 ddpz = C p (13) (14) 对 上 式 再 积 分 可 得 z - h = CA1 1 (1 - eA 1 p ) 利 用 (12) 中 边 界 条 件 定 出 常 数 C 可 得 1 p = A 1 ln[1 + (eA 1p 0 - 1) (1 - hz ) ], dp dz 1 A 1h 1 + (eA 1p 0 eA 1p 0 - 1 = - z ) - 1) (1 - h ( 15. 1 - 2) θ λ 用 p = p öp 0 , z = z öh 将 上 式 无 量 纲 化 , 并 取 p 0 = 1,A 1 = 0. 2, 0. 4, 0. 6, 0. 8, 1 则 按 (15. 1- 2) 作 值 , 试 件 内 部 孔 隙 压 力 pθ 的 分 布 都 是 非 的 增 大 , pθ 的 非 线 性 程 度 增 大 , 当 A ≥ 0. 8 时 , 出 图 , 可 得 图 1 (a) , (b)。 从 图 1 (a) 可 看 出 , 对 于 任 意 的 A 1 均 匀 的 ,A 1 较 小 时 , pθ 接 近 线 性 分 布 , 随 着 A 1 1 现 明 显 的 非 线 性 , 从 图 1 (b) 可 以 看 出 , 在 变 形 与 渗 流 相 耦 合 的 情 况 下 , 即 使 是 一 维 稳 定 渗 流 , θ 对 所 取 的 所 有 A 近 线 性 变 化 ,A 1 与 p 0 的 值 , 试 样 内 的 压 力 梯 度 都 是 非 均 匀 的 , 当 A 1 较 小 时 , 孔 隙 压 力 梯 度 接 λ 1 越 大 , 梯 度 分 布 的 非 均 匀 程 度 越 显 著 , 且 在 入 水 处 , 即 z = 0 处 压 力 梯 度 的 绝 对 λ 值 较 小 , 而 在 出 水 处 即 z = 1 处 压 力 梯 度 的 绝 对 值 较 大 。 在 (15. 1) 和 (15. 2) 令 z 分 别 为 0 和 h, 并 将 p (0) 和 p (h) 代 入 (11. 1) 可 得 d p dz 1 1 eA 1p 0 - 1, dp d z 1 A 1p0 z= 0 = - eA 1 p z= h = - A 1h (e - 1) (16. 1 - 2) (17. 1 - 2) 0 A h - A 2 Ε z A 1 p - A 2Ε z 0 e k [n (z = 0) ] = k 0 e e 0 , k [n (z = h) ] = k 若 试 样 的 横 截 面 为 S 则 从 底 部 流 入 试 样 的 流 量 w (0) 和 从 顶 部 流 出 试 样 的 流 量 w (h) 分 别 为 第 3 期徐 曾 和 等 : 可 变 形 多 孔 介 质 渗 透 系 数 的 测 定 方 法 3 17 图 1可 变 形 多 孔 介 质 一 维 稳 定 渗 流 的 孔 隙 压 力 与 压 力 梯 度 a) 孔 隙 压 力 分 布 (b) 孔 隙 压 力 梯 度 分 布 ( w (0) = q (0) 状 S = - S k [n (z = 0) ]ddpz z= 0 = k A 0 She Εz (e 0 - 1) - A 2 A 1p 1 ( 18. 1 - 2) w (0) = q (h) 状 S = - S k [n (z = h) ]ddpz z= h = A She Εz (e k 0 - A 2 A 1ph 1) - 1 显 然 w (0) = w (h) , 这 满 足 了 试 验 中 流 体 质 量 守 恒 的 事 实 。 对 于 同 样 的 试 验 , 若 假 设 小 试 件 内 孔 隙 压 力 梯 度 均 匀 , 则 显 然 不 能 满 足 流 体 质 量 守 恒 的 条 件 。 4 可 变 形 多 孔 介 质 渗 透 系 数 的 测 试 方 法   上 述 讨 论 表 明 , 对 于 可 变 形 多 孔 介 质 渗 透 系 数 k 不 是 常 量 , k 验 确 定 。 若 采 用 一 维 稳 定 渗 流 试 验 , 装 置 示 意 如 图 2。 图 中 是 试 样 , 2 是 刚 性 筒 , 其 刚 度 远 大 于 试 样 刚 度 。 这 样 试 样 的 侧 向 变 形 可 以 忽 略 , 即 Ε= Ε= 0, Ε= Ε, 图 中 3 是 量 筒 , 用 , 而 顶 部 与 大 气 相 与 Ε 不 变 , 则 从 0 1 2 , A , A 是 反 映 介 质 渗 透 特 性 的 材 料 常 数 , 可 由 试 1 r Η Μ z 以 测 量 流 量 。从 试 样 底 部 施 加 流 体 压 力 p 通 , 且 令 其 为 零 。 若 试 验 过 程 中 保 持 p 0 0 z ( 18) 图 2一 维 稳 定 渗 流 试 验 装 置 示 意 图 刚 性 筒2. 试 样3. 量 筒 多 孔 板5. 活 塞 (h) = ϑe Εz i (e 0i - 1) (i, j = 1, 2, 3) = Q öS , ϑ= K öA h, ϑ,A ,A 是 待 测 的 。 由 于 Εz i, p 0i 是 已 知 的 , q 是 可 测 的 , 从 理 论 上 讲 , 进 行 三 次 试 验 , 得 到 三 组 {q ,A 。 实 际 上 , 由 于 试 验 过 程 中 不 可 避 免 的 误 差 , 必 须 进 , Εz i, p 0i}, 即 可 从 (19) 式 确 定 ϑ,A }, 从 中 选 取 最 优 值 。 试 验 材 料 采 用 80 目 以 下 煤 粉 , 试 A 2 A 1p (19) q i 1. 式 中 q i 0 1 1 2 4. i i 1 2 1 2 行 三 次 以 上 试 验 , 得 到 若 干 组 {ϑ,A ,A 验 过 程 如 下 : 1 . 将 试 样 浸 润 后 放 入 刚 性 筒 。 . 给 活 塞 以 预 位 移 , 此 时 Ε= Ε . 从 试 样 底 部 施 加 孔 隙 压 力 p . 开 始 时 经 过 试 样 的 渗 流 是 不 稳 定 的 , 待 流 动 稳 定 后 , 用 量 筒 测 水 量 , 秒 表 计 时 。 . 一 次 试 验 结 束 后 , 改 变 p 0i或 Εz i, 重 复 1~ 4 的 试 验 过 程 。 试 验 的 目 的 是 验 证 试 验 原 理 , 因 此 仅 进 行 了 两 次 试 验 。 测 试 结 果 如 下 2 Μ z 。 3 0 , 而 上 端 与 大 气 相 通 。 4 5 3  18实验力学 (1998 年 ) 第 13 卷 表 1试 样 1 的 实 测 数 据 应 变 Εz i . 1482385 . 1482385 . 14842005 . 1486922 试 样 一 端 的 恒 定 水 压 (M Pa) 流 量 qi (cm ös) 0 0. 12 0. 2 0. 3 0. 4 0. 016797011 0. 026539278 0. 045757376 0. 010744034 0 0 0 表 表 表 2试 样 2 的 第 一 次 实 测 数 据 应 变 Εz i . 100559535 . 100559535 . 100559535 试 样 一 端 的 恒 定 水 压 (M Pa) 流 量 qi (cm ös) 0 0. 04 0. 08 0. 12 0. 16 0. 010207414 0. 026539278 0. 029708147 0. 046289438 0 0 0. 100559535 3试 样 2 的 第 二 次 实 测 数 据 应 变 Εz i 试 样 一 端 的 恒 定 水 压 (M Pa) 流 量 qi (cm ös) 0 . 14705796 . 14705796 . 146603474 . 146603474 0. 08 0. 16 0. 24 0. 32 0. 00530785 0. 01421747 0. 02151833 0. 027972027 0 0 0 4试 样 2 的 第 三 次 实 测 数 据 应 变 Εz i . 189488793 . 189053234 . 188443132 . 18739637 试 样 一 端 的 恒 定 水 压 (M Pa) 流 量 qi (cm ös) 0 0. 12 0. 24 0. 36 0. 48 0. 004112491 0. 009709461 0. 01631513 0. 021288191 0 0 0 将 1~ 4 的 数 据 代 入 式 (19) , 得 到 一 组 超 定 方 程 。 若 方 程 存 在 误 差 , 则 误 差 的 平 方 和 为 n - A 2 ΕΜi (e 0i - 1) - A 1 p 2 e (ϑ 0 ,A 1 ,A 2 ) = [ϑ 0 e q i ) ] ,A (20) 6 i= 1   (20) 是 非 线 性 的 。 按 最 小 二 乘 原 理 , 使 误 差 平 方 和 最 小 的 {ϑ 0 ,A 1 2 }即 是 所 求 问 题 的 最 优 解 。 这 样 由 超 定 方 程 组 (20) 确 定 待 求 参 数 ϑ 0 ,A 1 ,A 2 的 问 题 可 归 结 为 如 下 最 小 二 乘 问 题 n - A 2ΕΜi (eA 1p 0i ) ] 2 (21) m in [ϑ 0 e - q i 6 用 阻 尼 最 小 二 乘 法 求 解 (21) , 其 优 点 是 可 以 放 宽 对 初 值 的 要 求 , 与 Gauss- N ew ton 法 相 i= 1   比 , 对 迭 代 过 程 中 可 能 出 现 的 奇 异 性 与 病 态 性 有 更 好 的 适 应 性 。但 阻 尼 因 子 的 增 加 使 计 算 收 敛 速 度 降 低 。 因 此 采 用 一 种 随 时 调 整 阻 尼 因 子 的 方 法 , 即 但 第 n 步 迭 代 误 差 超 过 上 一 步 时 增 大 阻 第 3 期徐 曾 和 等 : 可 变 形 多 孔 介 质 渗 透 系 数 的 测 定 方 法 3 19 [ 2 ] 尼 因 子 , 反 之 则 减 小 阻 尼 因 子 。 按 上 述 算 法 进 行 计 算 所 得 结 果 如 表 5 所 示 。 将 表 5 的 结 果 代 入 (11. 1) 式 即 可 求 出 相 应 的 渗 透 系 数 k f , 列 于 表 6, 按 线 性 D arcy 定 律 计 算 的 渗 透 系 数 也 同 时 列 于 6。 从 6 中 可 以 看 到 : 按 两 种 不 同 的 试 验 原 理 整 理 数 据 得 到 的 渗 透 系 数 最 小 相 差 17% , 最 大 相 差 1. 8 倍 以 上 , 因 此 考 虑 流 耦 合 效 应 引 起 的 误 差 不 容 忽 略 。 表 5ϑ0,A 1,A 2 的 计 算 结 果 ϑ 0 A 1 A 2 1 号 试 样 0. 4406 1. 0598 1. 0095 1. 0097 25. 031 24. 0994 24. 9986 24. 9989 0. 1133 0. 2695 0. 2386 0. 2591 2 2 2 号 试 样 第 一 次 试 验 号 试 样 第 二 次 试 验 号 试 样 第 三 次 试 验 表 6不 同 渗 透 定 律 渗 透 系 数 的 比 较 按 非 Darcy 定 律 计 算 的 按 Darcy 定 律 计 算 的 kökf 平 均 kf (cm ös) 平 均 k (cm ös) 1 号 试 样 0. 1240 0. 0965 0. 1449 0. 2387 1. 17 2. 47 2 2 2 号 试 样 第 一 次 试 验 号 试 样 第 二 次 试 验 号 试 样 第 三 次 试 验 0. 026975 0. 009825 0. 07048 0. 02766 2. 609 2. 825 5 结 语 确 定 可 变 形 多 孔 介 质 的 渗 透 率 (或 渗 透 系 数 ) 是 理 论 上 和 工 程 上 都 关 心 的 问 题 , 在 流 固 耦   合 条 件 下 进 行 实 验 研 究 时 , 最 主 要 的 特 点 是 试 件 内 部 的 压 力 梯 度 的 非 均 匀 性 。本 文 仅 对 可 变 形 弹 性 多 孔 固 体 的 渗 透 率 的 实 验 方 法 进 行 了 初 步 的 研 究 。 对 于 一 般 流 固 耦 合 条 件 下 多 孔 介 质 的 渗 透 率 还 有 许 多 问 题 需 要 研 究 , 如 考 虑 多 孔 固 体 的 非 线 性 及 时 间 效 应 等 , 其 中 既 有 理 论 问 题 也 有 实 验 技 术 问 题 。 参考文献 1 .   B iot M A. General theory of three- dim ensional consolidation. J. App l. Phys. , 1941, (12): 155- 165 2.   王 德 人 编 . 非 线 性 方 程 组 解 法 与 最 优 化 方 法 . 北 京 : 人 民 教 育 出 版 社 , 1979 年 6 月 第 一 版 3  20实验力学 (1998 年 ) 第 13 卷 A Testing M ethod for Determ in ing the Permeability of Deformable PorousM aterials XU Zenghe  XU X iaohe  XU J ijun ( P. O. B ox, 138. Research Center f or Rockbursts and Induced Seism icity, N ortheastern University, Shenyang, 110006) AbstractBased on B io t′s theo ry, a system of equtions w hich describes the coup led flow of po re fluids in defo rm able po rous m aterial is p resented. The analytical so lution fo r one2di2 m ensional steady flow is derived to show that the gradient of po re p ressure in a one2dim en2 sional testing samp le is non2homogeneous ow ing to the interaction betw een fluid phase and so lid phase, and that the traditionalm ethod fo r determ ining the perm eability of po rousm ate2 rials, w hich adop ts the assump tion that the po re fluid p ressure in testing samp le is homoge2 neous, has to be imp roved. A n imp roved test p rincip le and relevant m easuring m ethod fo r determ ining the p rem eability of defo rm able po rous m aterials are suggested. Experim ents on granular po rous aggregate are given. R esults are compared w ith the perm eability value from traditional test. Key W ords  defo rm able po rous m aterials, perm eability, coup led effect betw een fluids and so lids 作者简介   徐 曾 和 , 博 士 , 副 教 授 。 主 要 从 事 渗 流 的 流 固 耦 合 问 题 与 岩 石 失 稳 破 裂 的 研 究 。 已 发 表 学 术 论 文 6 篇 。
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