多孔介质多场耦合作用及其工程响应

序

前言

第1章 固体介质宏细观组构、结构与特性

1.1 岩石

1.1.1 岩石和矿物

1.1.2 岩石的分类

1.1.3 决定岩石物理性质的主要因素

1.2 岩石孔隙的基本性质

1.2.1 孔隙率与有效孔隙率

1.2.2 孔隙率、结构和排列

1.2.3 孔隙率的测定方法

1.2.4 比面

1.3 煤体孔隙的分布特征

1.3.1 煤体孔隙的成因分类

1.3.2 煤体孔隙的孔径分类

1.3.3 高r精度显微CT试验系统

1.3.4 煤体孔隙的空间分布状态

1.4 几类砂岩的孔隙分布

1.4.1 砂岩孔隙的CT扫描分析

1.4.2 粗、中、细砂岩中最大孔隙团空间随机分布状态

1.4.3 孔隙率对连通团数量和孔隙团表面积的影响

1.5 岩体裂缝的描述与统计分析

1.5.1 分类和定义

1.5.2 裂缝的基本参数

1.5.3 裂缝的测量

1.6 岩体裂缝系统二维分形分布规律

1.6.1 岩体裂缝分布的分形方法

1.6.2 岩体裂缝走向不分组的分形规律与无标度区

1.6.3 岩体裂隙走向分组的分形规律

1.6.4 二维裂缝分布的分形仿真

1.6.5 岩层裂缝数量分形分布相关规律

1.7 岩体裂缝面的三维分形分布

1.7.1 岩体裂缝面数量分布的三维分形分析方法

1.7.2 强随机分布的裂缝面数量的三维分形分布规律

1.7.3 弱随机分布的裂缝面数量服从三维分形分布规律

1.7.4 强随机分布裂缝面数量二维与三维分形参数相关规律

第2章 流体的组构与特性

2.1 流体

2.1.1 流体的物理属性

2.1.2 流体质点的概念

2.1.3 流体的分类

2.2 流体的基本性质

2.2.1 流体的密度

2.2.2 流体的黏度

2.2.3 流体的压缩系数

2.3 地下水与含水层

2.3.1.垂直剖面上的地下水分布

2.3.2 含水层的分类

2.3.3 含水层的性态

2.4 石油、天然气与煤层气

2.4.1 石油与天然气

2.4.2 煤层气

2.5 超临界流体

第3章 连续介质理论与普遍的守恒定律

3.1 连续介质理论

3.1.1 多孔介质与连续介质

3.1.2 流体简化作连续介质的方法

3.1.3 多孔介质的连续介质理论与方法

3.2 岩体介质性态的分类

3.2.1 裂隙岩体的特征体积

3.2.2 岩石骨架介质类型

3.3 多孔介质中的流体输运速度

3.3.1 多组分流体的质量、体积平均速度

3.3.2 实质导数

3.4 普遍的守恒定律

3.5 流体连续介质的质量、动量和能量守恒方程

第4章 流体在多孔介质中的传输理论

4.1 不变形多孔介质中的质量守恒

4.1.1 基本连续性方程

4.1.2 不可压缩流体渗流的控制方程

4.1.3 可压缩流体渗流的控制方程

4.2 可压密介质中的质量守恒

4.2.1 固体骨架的可压缩性

4.2.2 只有垂向压密的问题

4.2.3 三相与三维的压密问题

4.1.3 承压含水层和越流含水层中的流动

4.3.1 承压含水层中的流动

4.3.2 越流含水层中的流动

4.4 流函数与势函数

4.5 初边值条件

4.5.1 解的适定性问题

4.5.2 给定势的边界

4.5.3 给定通量的边界

4.6 裂隙岩体的渗流模型

4.6.1 裂隙网络渗流模型

4.6.2 拟连续介质渗流模型

第5章 固体力学基础

5.1 应力分析及应力平衡方程

5.1.1 应力

5.1.2 应力平衡微分方程

5.1.3 斜面上的应力

5.1.4 主应力

5.2 应变分析及变形协调方程

5.2.1 应变

5.2.2 应变分量的坐标变换式

5.2.3 变形协调方程

5.3 应力与应变关系

5.4 弹性力学问题的数学模型及解法

5.4.1 数学模型

5.4.2 弹性力学问题的解法

5.4.3 圣维南原理与叠加原理

5.5 弹性力学的平面问题

5.5.1 平面应变问题

5.5.2 平面应力问题

第6章 传热学

6.1 热量传输概述

6.1.1 热量传输方式

6.1.2 传热过程与传热系数

6.2 热传导定律与理论

6.2.1 导热基本定律

6.2.2 导热控制方程

6.3 对流传热定律与理论

6.3.1 对流换热概述

6.3.2 对流换热的控制方程

6.3.3 对流换热的边界层微分方程

6.4 热辐射基本定律

第7章 传质理论

7.1 传质的基本方式与传递定律

7.1.1 传质理论的早期发展

7.1.2 扩散传质

7.1.3 扩散传质的速度与通量

7.1.4 对流传质

7.2 传质微分方程

7.2.1 传质的质量守恒方程

7.2.2 传质微分方程的特例

7.2.3 传质问题的初边界条件

7.3 气体、液体与固体中的扩散系数

7.3.1 气体中的扩散系数

7.3.2 液体与固体中的扩散系数

第8章 热力学与反应动力学

8.1 热力学基础

8.1.1 热力学状态和状态函数

8.1.2 热力学定律

8.1.3 热力学基本方程

8.1.4 偏摩尔量和化学势

8.2 化学平衡和相平衡

8.2.1 化学平衡

8.2.2 相平衡

8.3 化学反应动力学

8.3.1 反应速率方程

8.3.2 典型复杂反应

8.3.3 温度对反应速率的影响

……

第9章 逾渗理论

第10章 连续介质理论的离散分析方法

第11章 多孔介质多场耦合作用的本构规律

第12章 多孔介质多场耦合作用的理论架构

第13章 固体变形与液体渗流耦合作用用其应用

第14章 岩体变形与气体流耦合作用与应用

第15章 气液二相流渗流与固体变形耦合作用与应用

第16章 固执耦合作用与应用

第17章 固流热耦合作用与地热开采和核废料处置

第18章 岩本控制压裂

第19章 极不完全热解反应的热流固化学耦合作用及油页岩油气开采

第20章 较完全热解反应的THMC耦合作用与矿物开采

第21章 较完全溶解反应的THMC耦合作用与盐矿水溶开采

第22章 极不完全溶解反应的THMC耦合作用与溶浸采矿

参考文献

附录

本书全书共22章，系统论述与介绍了多孔介质多场耦合作用这一新兴学科领域的理论、实验、工程技术的各个方面。《多孔介质多场耦合作用及其工程响应》先介绍了多孔介质固体、流体特性与普遍的守恒定律以及渗流力学、固体力学、传热传质学、热力学与反应动力学、逾渗理论、数值解法的核心内容，这些也是《多孔介质多场耦合作用及其工程响应》的基础理论。《多孔介质多场耦合作用及其工程响应》用12章的篇幅介绍了各种多孔介质多场耦合作用的实验方法、实验设备和新的物性规律，详细论述了其理论架构、各类耦合问题的理论、相关工艺与工程实例。书中内容囊括了作者及其学术团队二十多年的大量研究成果，也涵盖了国内外相关研究的最新进展。
　　《多孔介质多场耦合作用及其工程响应》可作为资源能源、土木、环境、地质、力学、物理学、化学等工程与科学领域的工程技术人员、研究者、本科生、硕士与博士研究生的重要参考书。