论文目录 | |
| 论文创新点 | 第1-5页 |
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-12页 |
| Chapter 1:Introduction | 第12-22页 |
| · Motivation and objective of the studies | 第12-13页 |
| · Hydraulic and mechanical properties of single fracture | 第13-15页 |
| · Hydraulic property of single fracture | 第13-14页 |
| · Mechanical property of single fracture | 第14-15页 |
| · Numerical methods for fractured rock masses | 第15-17页 |
| · Implicit approach | 第15-16页 |
| · Explicit approach | 第16-17页 |
| · Composite Element Method | 第17-18页 |
| · Estimation of the equivalent properties | 第18-21页 |
| · Measurement of the fracture geometry | 第18页 |
| · Estimation of the equivalent hydraulic property | 第18-19页 |
| · Estimation of the equivalent mechanical property | 第19-21页 |
| · Dissertation Overview | 第21-22页 |
| Chapter 2:Mathematical and mechanical tools | 第22-35页 |
| · Introduction | 第22页 |
| · Finite Element Method | 第22-25页 |
| · Composite Element Method | 第25-28页 |
| · Artificial neural network | 第28-30页 |
| · Monte Carlo Method | 第30-35页 |
| · Monte Carlo Method theory | 第30页 |
| · Random number generation | 第30-33页 |
| · Generation of Discrete Fracture Networks | 第33-35页 |
| Chapter 3:Back Analysis of the Equivalent Permeability Matrix | 第35-53页 |
| · Introduction | 第35-36页 |
| · Transformation between connectivity ratio and connection coefficient | 第36-40页 |
| · Design of the Numerical Test System | 第40-43页 |
| · Choose the single-hole packer tests and their test segments | 第40页 |
| · Establish the finite element models and the boundary conditions | 第40-41页 |
| · Prepare the samples for training the ANN | 第41-42页 |
| · Train the ANN with the samples | 第42-43页 |
| · Back analyze the connection adjusting coefficients or the apertures | 第43页 |
| · Verifications | 第43-49页 |
| · Verification for isotropic rock masses | 第43-44页 |
| · Verification for the rock mass containing persistent fractures | 第44-47页 |
| · Verification for the rock mass containing disconnected fractures | 第47-49页 |
| · Engineering applications | 第49-51页 |
| · Conclusions | 第51-53页 |
| Chapter 4:Estimation of the Equivalent Permeability Matrix and the Hydraulic REV | 第53-74页 |
| · Introduction | 第53-54页 |
| · Characteristics of permeability matrix | 第54-56页 |
| · Transformation of permeability matrix | 第54-55页 |
| · Permeability ellipse | 第55-56页 |
| · Design of the Numerical Test System | 第56-62页 |
| · Generation of the DFNs | 第56页 |
| · Definition of the rock samples and the composite element mesh | 第56-57页 |
| · Calculation of the permeability coefficients | 第57-60页 |
| · Identification of the equivalent permeability tensor and the hydraulic REV | 第60-62页 |
| · Verification | 第62-67页 |
| · Geometric and hydraulic parameters | 第62-63页 |
| · Fluctuation test | 第63-66页 |
| · Analytical comparison | 第66-67页 |
| · Case study | 第67-72页 |
| · Probability models and parameters | 第67-68页 |
| · Fluctuation test and REV identification | 第68-72页 |
| · Results of the stochastic DFN | 第72页 |
| · Conclusions | 第72-74页 |
| Chapter 5:Estimation of the Equivalent Elastic Compliance Matrix and the Mechanical REV | 第74-94页 |
| · Introduction | 第74页 |
| · Characteristics of stress vector and elastic compliance matrix | 第74-77页 |
| · Transformation of stress vector | 第74-75页 |
| · Transformation of elastic compliance matrix | 第75-77页 |
| · Design of the Numerical Test System | 第77-82页 |
| · Generation of the DFNs | 第77页 |
| · Definition of the rock samples and the composite element mesh | 第77页 |
| · Calculation of the equivalent elastic compliance matrix | 第77-79页 |
| · Identification of the equivalent elastic compliance matrix and the mechanical REV | 第79-82页 |
| · Verification | 第82-87页 |
| · Geometric and mechanical parameters | 第82页 |
| · Fluctuation test and REV identification | 第82-87页 |
| · Analytical comparison | 第87页 |
| · Case study | 第87-93页 |
| · Probability models and parameters | 第87页 |
| · Fluctuation test and REV identification | 第87-92页 |
| · Results of the stochastic DFN | 第92-93页 |
| · Conclusions | 第93-94页 |
| Chapter 6:Estimation of the Stress-dependent Equivalent Permeability Matrix | 第94-105页 |
| · Introduction | 第94页 |
| · Coupling theory | 第94-97页 |
| · Design of the Numerical Test System | 第97-100页 |
| · Generation of the DFNs | 第97页 |
| · Estimation of the coupled REV | 第97页 |
| · Calculation of the stress-dependent permeability matrix by the CEM | 第97-98页 |
| · Establishment of the stress/permeability database by the ANN | 第98-100页 |
| · Verification | 第100-101页 |
| · Case study | 第101-103页 |
| · Conclusions | 第103-105页 |
| Chapter 7:Applications of the Numerical Test System | 第105-118页 |
| · Introduction | 第105页 |
| · Design of the procedure for numerical analysis | 第105-106页 |
| · Classification of the fractures | 第105页 |
| · Estimation of the equivalent properties and the REVs | 第105页 |
| · Choosing numerical methods and modeling for projects | 第105-106页 |
| · Uncoupled analysis | 第106页 |
| · Coupling analysis | 第106页 |
| · Case study | 第106-117页 |
| · Conclusions | 第117-118页 |
| Chapter 8:Conclusions and Prospects | 第118-121页 |
| · Conclusions | 第118-119页 |
| · Discussions and further researches | 第119-121页 |
| References | 第121-128页 |
| Academic Projects and Publications | 第128-129页 |
| Acknowledgements | 第129-131页 |
