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岩体离散裂隙网络的非饱和渗流数值分析

发布时间:2018-05-31 22:41

  本文选题:裂隙网络 + 非饱和 ; 参考:《岩土力学》2017年11期


【摘要】:针对裂隙岩体的非饱和渗流问题,基于离散裂隙网络模型并结合非饱和Darcy定律、Richards方程、非饱和本构模型以及Signorini型饱和-非饱和互补溢出边界,提出了离散裂隙网络非饱和渗流问题的数学模型。采用有限单元法建立了裂隙网络非饱和渗流模型的数值求解格式和对应的迭代算法。通过与矩形坝稳定渗流、一维竖直裂隙非饱和入渗以及室内二维瞬态排水渗流的试验、数值及理论结果对比分析,验证了文中算法的有效性;根据流量等效原则,指出了裂隙网络模型应用于求解连续介质非饱和渗流问题的有效性。验证了该算法对于求解裂隙边坡降雨入渗问题的可靠性,揭示了降雨入渗过程裂隙网络流量分布的非均匀性及裂隙产状对降雨入渗流动具有重要的控制作用。
[Abstract]:Aiming at unsaturated seepage of fractured rock mass, based on discrete fracture network model and combining with unsaturated Darcy's law, Richards equation, unsaturated constitutive model and Signorini type saturated-unsaturated complementary overflow boundary, the model is presented in this paper. A mathematical model of unsaturated seepage in discrete fracture networks is presented. The finite element method is used to establish the numerical solution scheme and the corresponding iterative algorithm for the unsaturated seepage model of fracture network. The experimental results, numerical and theoretical results of steady seepage, one-dimensional vertical fissure unsaturated infiltration and indoor two-dimensional transient drainage seepage are compared with rectangular dam, and the validity of the proposed method is verified, according to the principle of flow equivalence. It is pointed out that the application of fracture network model to solving unsaturated seepage problem in continuous medium is effective. It is verified that the algorithm is reliable for solving the problem of rainfall infiltration in fractured slopes, and it is revealed that the inhomogeneity of flow distribution and the occurrence of fractures in the process of rainfall infiltration play an important role in controlling the flow of rainfall infiltration.
【作者单位】: 武汉科技大学资源与环境工程学院;武汉大学土木建筑工程学院;武汉理工大学资源与环境工程学院;国家能源局大坝安全监察中心;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(No.51679173,No.51604195,No.51709207) 湖北省自然科学基金资助项目(No.2015CFA142) 湖北省博士后创新岗位资助项目~~
【分类号】:TU45

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本文编号:1961619

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