当前位置:主页 > 经济论文 > 建筑经济论文 >

岩体裂隙面粗糙度对其渗流特性的影响研究

发布时间:2019-01-08 07:51
【摘要】:为了研究岩体裂隙面的粗糙程度与渗流机制间的相互关系,将裂隙沿长度方向均匀分割成若干段,通过设置每一段末端的随机高度,生成两侧对称的粗糙裂隙面。基于格子Boltzmann方法,采用不可压缩流体的D2G9模型,验证了经典的Poiseuille流,计算了不同相对粗糙度岩体裂隙的渗流特性,讨论了裂隙面粗糙度对渗流流态的影响。研究结果表明:裂隙结构壁面对流体的阻碍作用,使得流体在壁面附近的流动产生急剧调整,同时随着裂隙相对粗糙度的增加,在裂隙隙宽急剧变化的部位,局部伴随着旋涡的形成,导致流体内部摩擦阻力作用增大。在单位时间截面渗流流量及每一段平均隙宽相等的条件下,将本数值解与多平行板理论解进行了对比,对于相对粗糙度δ=0.01674的裂隙方案,由于多平行板理论解忽略了粗糙裂隙隙宽变化而引起的局部压降,其裂隙中线处压降产生的最大误差达到15.2%。当相对粗糙度较小时,裂隙中线处的压力与光滑平板流相类似,近似呈线性变化。随着裂隙相对粗糙度增大,压力变化偏离直线方向,且在断面由窄突然变宽的部位,压力变化偏离线性尤为显著。
[Abstract]:In order to study the relationship between the roughness of rock fracture surface and the seepage mechanism, the fracture is evenly divided into several segments along the length direction. By setting the random height at the end of each segment, the symmetrical rough fracture surface on both sides is generated. Based on the lattice Boltzmann method and the D2G9 model of incompressible fluid, the classical Poiseuille flow is verified. The seepage characteristics of cracks with different relative roughness are calculated, and the influence of roughness of fracture surface on seepage flow is discussed. The results show that the fluid flow near the wall is adjusted rapidly due to the obstruction of the fissure wall, and at the same time, with the increase of the relative roughness of the fissure, the width of the fissure changes dramatically. Local vortex formation leads to the increase of friction resistance in the fluid. Under the condition that the seepage flow rate per unit time section and the average gap width of each section are equal, the present numerical solution is compared with the theoretical solution of multiple parallel plates. For the fracture scheme with relative roughness 未 = 0.01674, The local pressure drop caused by the variation of the gap width of the rough fracture is neglected in the multi-parallel plate theory, and the maximum error of the pressure drop at the center of the crack is 15.2. When the relative roughness is small, the pressure at the center of the fracture is similar to that of the smooth plate flow, and it is approximately linearly changed. With the increase of the relative roughness of the fracture, the pressure variation deviates from the straight line direction, and the pressure variation deviates linearly especially in the position where the section is suddenly widened from narrow to narrow.
【作者单位】: 昆明理工大学建筑工程学院;中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金项目(51408284,51508253,U1502232) 昆明理工大学人才培养基金项目(KKSY201306023)
【分类号】:TU45

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 周维垣,杨若琼,尹健民,王志人;三维岩体构造网络生成的自协调法及工程应用[J];岩石力学与工程学报;1997年01期

2 李泽荃;白玉奇;张瑞新;温晓可;巴全光;郝亦纯;;岩体裂隙网络的小世界特性[J];金属矿山;2014年04期

3 张正波;王东坡;何思明;;岩体裂隙开挖卸荷扩展机理研究[J];西藏科技;2012年04期

4 钱海涛;谭朝爽;王思敬;;对岩体裂隙网络模拟及应用中几个问题的讨论[J];岩土工程界;2009年10期

5 徐维生;柴军瑞;陈兴周;孙旭曙;;岩体裂隙网络非线性非立方渗流研究与应用[J];岩土力学;2009年S1期

6 谭春;陈剑平;阙金声;张文;;基于三维裂隙网络模拟和灰色理论的岩体表征单元体研究[J];水利学报;2012年06期

7 陈枫,孙宗颀;岩体不连续间距数学模型的一个修正函数[J];工程地质学报;1998年02期

8 方涛;柴军瑞;徐文彬;;岩体裂隙网络渗流模型的数值解法[J];矿业快报;2007年06期

9 徐筠;赵明阶;;节理裂隙岩体渐进破坏机理研究综述[J];地下空间与工程学报;2008年03期

10 张永亮;蔡嗣经;;矿山岩体压裂控制及裂隙渗流与应力关系分析[J];长江科学院院报;2011年01期

相关会议论文 前10条

1 杨真荣;阎榕龄;张宇飞;;计算岩体裂隙水流和工程反分析软件[A];土木工程计算机应用文集——中国土木工程学会计算机应用学会第五届年会论文集[C];1993年

2 向晓辉;王俐;;三峡库区高阳段库岸岩体裂隙网络模拟研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(上)[C];2005年

3 卢刚;周志芳;;软硬互层状岩体的裂隙网络模拟[A];第一届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集(上册)[C];2006年

4 阮文军;;基于浆液粘度时变性的岩体裂隙注浆扩散模型[A];盛世岁月——祝贺孙钧院士八秩华诞论文选集[C];2006年

5 王成;林胜;;岩体裂隙受内压力的弹塑性分析[A];第一届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集(上册)[C];2006年

6 付金伟;朱维申;王向刚;;多裂隙岩体裂隙扩展过程一种新的数值模拟方法及研究[A];第十二次全国岩石力学与工程学术大会会议论文摘要集[C];2012年

7 白国良;李树志;;采动岩体宏观力学参数估计研究[A];全国“三下”采煤学术会议论文集[C];2008年

8 马宇;赵阳升;段康廉;;岩体裂隙网络的三维分形仿真[A];第一届海峡两岸隧道与地下工程学术与技术研讨会论文集(下册)[C];1999年

9 刘永贵;徐松林;席道瑛;李广场;郑文;邓向允;;节理玄武岩体弹性波频散效应研究[A];第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年

10 马明;于青春;;裂隙迹长与三维延展性之间的统计关系研究[A];和谐地球上的水工岩石力学——第三届全国水工岩石力学学术会议论文集[C];2010年

相关博士学位论文 前3条

1 贺凯;塔柱状岩体崩塌机理研究[D];长安大学;2015年

2 王国艳;采动岩体裂隙演化规律及破坏机理研究[D];辽宁工程技术大学;2010年

3 殷德胜;岩体渗流与应力分析的数值方法研究[D];武汉大学;2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 秦强;深埋岩体裂隙渗流-变形耦合试验与数值模拟研究[D];长江科学院;2011年

2 刘善利;饱和岩体热流固耦合模型研究[D];河海大学;2007年

3 刘海军;基于蒙特卡罗法的岩体裂隙网络模型及渗透张量的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

4 王肖珊;岩体裂隙网络的渗流计算及分形特性研究[D];山东大学;2014年

5 陈星;岩体加卸荷破坏的力学特性研究及其工程应用[D];三峡大学;2011年

6 付小平;岩体力学中节理裂隙损伤边界元方法与程序[D];浙江大学;2006年

7 杨磊;岩体三维裂隙拉伸断裂机理的试验与数值模拟研究[D];山东大学;2008年

8 刘元俊;岩体裂纹起裂扩展规律及锚固效应研究[D];大连理工大学;2012年

9 苏利勋;无网格法数值模拟岩体单裂隙水力劈裂[D];昆明理工大学;2008年

10 韩小良;岩体裂隙分组的拓扑学及数理统计分析[D];哈尔滨工业大学;2010年



本文编号:2404315

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/jingjilunwen/jianzhujingjilunwen/2404315.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户ba0ec***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com