Assessment of Thermo-Osmosis Effect on Thermal Pressurization in Saturated Porous Media
Assessment of Thermo-Osmosis Effect on Thermal Pressurization in Saturated Porous Media
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饱和多孔介质中热渗透效应的评估
DOI：
10.1061/9780784483428.011
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Ghasemi-Fare, Omid
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tamizdoust, Mohammadreza Mir;Ghasemi-Fare, Omid
饱和多孔介质中的热-水-力耦合（THM）过程一直是众多研究的主题。近年来，人们通过低渗透性土壤中的“热渗透效应”分析了温度梯度对流体质量平衡的影响，克莱在热孔隙增压的情况下，热渗透现象导致流体远离热源，从而直接改变了超孔隙水压力的扩散。以往的研究表明，为了更好地预测粘性土的热增压和热响应，热渗透现象应该考虑。因此，在目前的研究中，THM模型与强耦合COMSOL多物理场有限元软件实现评估热渗流在饱和多孔介质中的效果。数值计算结果与实验测量结果进行了比较。结果表明，热渗流导致加热器附近的热增压较低，但它不会影响土壤中的温度分布。
Coupled thermo-hydro-mechanical (THM) process in saturated porous media has been the subject of numerous studies. Recently, the influence of temperature gradient on the mass balance of fluid has been analyzed through the “thermo-osmosis effect” in low permeable soils, e.g., clay. In the case of thermal pore pressurization, the thermo-osmosis phenomenon causes the fluid flows away from the heat source and therefore alters the excess pore water pressure diffusion directly. Previous studies have shown that to better predict the thermal pressurization and thermal response of clayey soil, the thermo-osmosis phenomenon should be considered. Therefore, in the current study, a THM model with strong coupling is implemented in COMSOL multiphysics finite element software to assess the effect of thermo-osmotic flow in a saturated porous medium. The numerical results are compared with the experimental measurement of heating in Boom clay. The results show that thermo-osmotic flow leads to lower thermal pressurization in the vicinity of the heater; however, it does not affect the temperature distribution in the soil.
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