[發明專利]沿海砂層注漿加固體強度多尺度多場演化模擬方法及系統

有效

• 申請號: 202011132461.6
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112417547B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 孫子正;李利平;王利戈;劉洪亮;成帥;鄭卓;潘東東;屠文鋒
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張慶騫

1.一種沿海砂層注漿加固體強度多尺度多場演化模擬方法，其特征在于，包括：

采用自下而上方法構建沿海砂層注漿加固體多尺度模型；采用多尺度均勻化方法提供注漿加固體初始宏觀物理特性，所述初始宏觀物理特性包括彈性模量、擴散系數、熱傳導系數；所述沿海砂層注漿加固體多尺度模型包含四個層次：多孔硅酸鈣水合物層次、水泥水化物層次、注漿結石體層次和砂層注漿加固體層次；

建立沿海滲流劣化作用下砂層注漿加固體多場耦合模型，該耦合模型是基于等效應力原理以及注漿加固體水物質平衡、離子物質守恒、熱平衡、液相物質的擴散與滲透過程以及熱傳導過程而構建的；

聯立并求解沿海砂層注漿加固體多尺度模型和砂層注漿加固體多場耦合模型，輸出注漿加固體長期強度演化規律，獲得沿海砂層注漿加固體長期劣化機制；在求解沿海砂層注漿加固體多尺度模型和砂層注漿加固體多場耦合模型的過程中，將所述初始宏觀物理特性代入沿海砂層注漿加固體多尺度模型，將基于多尺度模型求得的等效彈性模量、等效擴散系數、等效熱傳導系數代入多場耦合模型，求解得到注漿加固體狀態參量，所述狀態參量包括體積分數和溫度，并將所述狀態參量反饋給多尺度模型，更新下一階段的物理力學屬性。

2.如權利要求1所述的沿海砂層注漿加固體強度多尺度多場演化模擬方法，其特征在于，在沿海砂層注漿加固體多尺度模型的計算過程中后一層次輸入信息取決于上一層次的輸出結果。

3.如權利要求1所述的沿海砂層注漿加固體強度多尺度多場演化模擬方法，其特征在于，將沿海砂層介質特性、注漿材料理化性質和注漿加固體漿-砂體積分數，應用多尺度廣義自洽模型建立沿海砂層注漿加固體多尺度模型。

4.如權利要求1所述的沿海砂層注漿加固體強度多尺度多場演化模擬方法，其特征在于，將溫度和壓力作為未知量，在時域上采用有限差分法，空間域上采用有限元法，獲得方程弱形式，建立整體數值求解方程，以驗證沿海滲流劣化作用下砂層注漿加固體多場耦合模型的正確性。

5.一種沿海砂層注漿加固體強度演化模擬系統，其特征在于，包括：

多尺度模型構建模塊，其用于采用自下而上方法構建沿海砂層注漿加固體多尺度模型；采用多尺度均勻化方法提供注漿加固體初始宏觀物理特性，所述初始宏觀物理特性包括彈性模量、擴散系數、熱傳導系數；所述沿海砂層注漿加固體多尺度模型包含四個層次：多孔硅酸鈣水合物層次、水泥水化物層次、注漿結石體層次和砂層注漿加固體層次；

多場耦合模型構建模塊，其用于建立沿海滲流劣化作用下砂層注漿加固體多場耦合模型，該耦合模型是基于等效應力原理以及注漿加固體水物質平衡、離子物質守恒、熱平衡、液相物質的擴散與滲透過程以及熱傳導過程而構建的；

強度演化模擬模塊，其用于聯立并求解沿海砂層注漿加固體多尺度模型和砂層注漿加固體多場耦合模型，輸出注漿加固體長期強度演化規律，獲得沿海砂層注漿加固體長期劣化機制；在求解沿海砂層注漿加固體多尺度模型和砂層注漿加固體多場耦合模型的過程中，將所述初始宏觀物理特性代入沿海砂層注漿加固體多尺度模型，將基于多尺度模型求得的等效彈性模量、等效擴散系數、等效熱傳導系數代入多場耦合模型，求解得到注漿加固體狀態參量，所述狀態參量包括體積分數和溫度，并將所述狀態參量反饋給多尺度模型，更新下一階段的物理力學屬性。

6.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被處理器執行時實現如權利要求1-4中任一項所述的沿海砂層注漿加固體強度多尺度多場演化模擬方法中的步驟。

7.一種計算機設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述程序時實現如權利要求1-4中任一項所述的沿海砂層注漿加固體強度多尺度多場演化模擬方法中的步驟。