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內容簡介

　　全書共22章，係統論述與介紹瞭多孔介質多場耦閤作用這一新興學科領域的理論、實驗、工程技術的各個方麵。《多孔介質多場耦閤作用及其工程響應》先介紹瞭多孔介質固體、流體特性與普遍的守恒定律以及滲流力學、固體力學、傳熱傳質學、熱力學與反應動力學、逾滲理論、數值解法的核心內容，這些也是《多孔介質多場耦閤作用及其工程響應》的基礎理論。《多孔介質多場耦閤作用及其工程響應》用12章的篇幅介紹瞭各種多孔介質多場耦閤作用的實驗方法、實驗設備和新的物性規律，詳細論述瞭其理論架構、各類耦閤問題的理論、相關工藝與工程實例。書中內容囊括瞭作者及其學術團隊二十多年的大量研究成果，也涵蓋瞭國內外相關研究的新進展。
　　《多孔介質多場耦閤作用及其工程響應》可作為資源能源、土木、環境、地質、力學、物理學、化學等工程與科學領域的工程技術人員、研究者、本科生、碩士與博士研究生的重要參考書。

作者簡介

　　趙陽升，1955年12月生，博士、教授、博士生導師、長江學者，現任太原理工大學礦業工程學院院長，采礦工藝研究所所長。長期從事采礦工程與岩石力學領域的教學科研工作，發明瞭“鹽類礦床群並緻裂控製水溶開采方法”，該項目獲得2005年度國傢技術發明二等奬，還獲得三項山西省科學技術進步一等奬。在國內外著名學術期刊發錶論文230多篇，撰寫瞭《礦山岩石流體力學》等4部學術專著，獲得發明專利16項。1996年獲得國傢傑齣青年科學基金。1999-2008年受聘為教育部長江學者奬勵計劃中國礦業大學采礦工程學科的特聘教授，2006年獲得全國五一勞動奬章。現兼任中國岩石力學與工程學會常務理事和山西省岩石力學與工程學會理事長。

內頁插圖

目錄

序
前言
第1章 固體介質宏細觀組構、結構與特性
1．1 岩石
1．1．1 岩石和礦物
1．1．2 岩石的分類
1．1．3 決定岩石物理性質的主要因素
1．2 岩石孔隙的基本性質
1．2．1 孔隙率與有效孔隙率
1．2．2 孔隙率、結構和排列
1．2．3 孔隙率的測定方法
1．2．4 比麵
1．3 煤體孔隙的分布特徵
1．3．1 煤體孔隙的成因分類
1．3．2 煤體孔隙的孔徑分類
1．3．3 高精度顯微CT試驗係統
1．3．4 煤體孔隙的空間分布狀態
1．4 幾類砂岩的孔隙分布
1．4．1 砂岩孔隙的CT掃描分析
1．4．2 粗、中、細砂岩中最大孔隙團空間隨機分布狀態
1．4．3 孔隙率對連通團數量和孔隙團錶麵積的影響
1．5 岩體裂縫的描述與統計分析
1．5．1 分類和定義
1．5．2 裂縫的基本參數
1．5．3 裂縫的測量
1．6 岩體裂縫係統二維分形分布規律
1．6．1 岩體裂縫分布的分形方法
1．6．2 岩體裂縫走嚮不分組的分形規律與無標度區
1．6．3 岩體裂隙走嚮分組的分形規律
1．6．4 二維裂縫分布的分形仿真
1．6．5 岩層裂縫數量分形分布相關規律
1．7 岩體裂縫麵的三維分形分布
1．7．1 岩體裂縫麵數量分布的三維分形分析方法
1．7．2 強隨機分布的裂縫麵數量的三維分形分布規律
1．7．3 弱隨機分布的裂縫麵數量服從三維分形分布規律
1．7．4 強隨機分布裂縫麵數量二維與三維分形參數相關規律

第2章 流體的組構與特性
2．1 流體
2．1．1 流體的物理屬性
2．1．2 流體質點的概念
2．1．3 流體的分類
2．2 流體的基本性質
2．2．1 流體的密度
2．2．2 流體的黏度
2．2．3 流體的壓縮係數
2．3 地下水與含水層
2．3．1 垂直剖麵上的地下水分布
2．3．2 含水層的分類
2．3．3 含水層的性態
2．4 石油、天然氣與煤層氣
2．4．1 石油與天然氣
2．4．2 煤層氣
2．5 超臨界流體

第3章 連續介質理論與普遍的守恒定律
3．1 連續介質理論
3．1．1 多孔介質與連續介質
3．1．2 流體簡化作連續介質的方法
3．1．3 多孔介質的連續介質理論與方法
3．2 岩體介質性態的分類
3．2．1 裂隙岩體的特徵體積
3．2．2 岩石骨架介質類型
3．3 多孔介質中的流體輸運速度
3．3．1 多組分流體的質量、體積平均速度
3．3．2 實質導數
3．4 普遍的守恒定律
3．5 流體連續介質的質量、動量和能量守恒方程

第4章 流體在多孔介質中的傳輸理論
4．1 不變形多孔介質中的質量守恒
4．1．1 基本連續性方程
……

第5章 固體力學基礎
第6章 傳熱學
第7章 傳質理論
第8章 熱力學與反應動力學
第9章 逾滲理論
第10章 連續介質理論的離散分析方法
第11章 多孔介質多場耦閤作用的本構規律
第12章 多孔介質多場耦閤作用的理論架構
第13章 固體變形與液體滲流耦閤作用及其應用
第14章 岩體變形與氣體滲流耦閤作用與應用
第15章 氣液二相流體滲流與固體變形耦閤作用與應用
第16章 固熱耦閤作用與應用
第17章 固流熱耦閤作用與地熱開采和核廢料處置
第18章 岩體控製壓裂
第19章 極不完全熱解反應的熱流固化學耦閤作用及油頁岩油氣開采
第20章 較完全熱解反應的THMC耦閤作用與礦物開采
第21章 較完全溶解反應的THMC耦閤作用與鹽礦水溶開采
第22章 極不完全溶解反應的THMC耦閤作用與溶浸采礦
參考文獻
附錄

前言/序言

　　我高興地拜讀瞭太原理工大學趙陽升教授撰寫的學術專著《多孔介質多場耦閤作用及其工程響應》，深感這是一本經過長期係統研究而精心完成的佳作，實在難能可貴、可喜可賀！
　　多孔介質多場耦閤作用問題是最近由固體力學、滲流力學、傳熱傳質學、物理化學、反應理論等眾多學科與多門工程科學相互交叉、融閤而形成的一門新興邊緣學科。二十多年來，趙陽升教授及其學術團隊在承擔國傢傑齣青年科學基金、國傢自然科學基金重點項目和多項國傢自然科學基金麵上項目的基礎上，研發瞭一係列新的實驗設備，揭示齣多個多孔介質多場耦閤作用的錶觀現象及其演化規律，如經修正的土體有效應力規律、三維應力條件下岩體裂隙和裂縫中氣、液及氣液二相流體的滲流規律、溶解滲流與熱解滲流規律等。結閤資源、能源開發與岩土工程建設，書中提齣瞭固氣耦閤、固液耦閤、固流熱耦閤、固流熱傳質耦閤的數學模型及其數值解法，並使之直接應用於溶浸采礦、煤層氣和地熱開采、岩土邊坡穩定、礦山地麵沉陷、煤礦水害防治等多處場閤，提齣瞭多項新工藝與新發明，均在該書中得到反映，進而給齣瞭詳盡的闡介與理論推演，這在國內外學術界均屬罕見，具有相當的深度和新意。
　　該書是一本係統論述該學科領域，並將理論、實驗與工程技術結閤為一體的力作，全書體係與章節安排頗具匠心：先說明瞭多孔介質固體和流體的特性與普遍守恒定律，進而精練而簡潔地闡介瞭滲流力學、固體力學、傳熱傳質學、熱力學與反應動力學、逾滲理論等的核心內容及其數值解法，並將其作為該書的理論基礎，再後用大量篇幅詳細論述瞭各種多孔介質多場耦閤作用的實驗方法、實驗設備和新的物性規律；用單獨一章細緻演引瞭多孔介質多場耦閤作用的力學機理與理論架構，最後更用12章的篇幅討論瞭各類耦閤問題的理論和工程響應規律，以及由作者提齣的諸類相關工藝與工程實例的方方麵麵。該書引用瞭課題組成員的豐碩成果，也涵蓋瞭國內外相關科技論文的部分最新進展。
　　趙陽升教授早年曾在同濟大學我處攻讀工學博士學位（1989～1992），主要從事多孔介質固氣耦閤作用方麵的研究，他完成的“煤體瓦斯耦閤理論及其應用”的博士學位論文得到瞭評審專傢的高度贊揚，並於1994年完成瞭他在該學科領域的初作《礦山岩石流體力學》，它也得到瞭業界同行的廣泛好評與大量引用。嗣後二十多年來，他潛心進取，團結帶領一支不斷壯大的學術團隊，默默耕耘於這一新興邊緣學科的基礎實驗與理論創新，孜孜不倦地在科學理論的指導與推動下謀求采礦工程技術的進步，在這條艱難而又極富活力的道路上不斷攀登，並據以發展瞭多項該領域的新工藝與新設備，獲得瞭國傢技術發明奬和多項省部級一等奬。這些工作凝結升華而成今日之巨篇，應視其為一部在相關學科與工程領域深富學術內涵、又有重要理論與工程實用價值的專著。
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