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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