交叉裂隙水力学开度的计算及非线性水力特性研究

发布时间：2017-06-15 00:05

  本文关键词：交叉裂隙水力学开度的计算及非线性水力特性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：基于人工交叉裂隙模型,通过室内透水试验,得到了不同进口与出口组合时的流量和压力变化的关系曲线。同时结合串联裂隙水力学开度的计算公式,利用最小二乘法求解超静定方程组,计算交叉裂隙中每个裂隙单元的水力学开度。通过拓扑得到裂隙交叉点的几何尺寸,并求解Navier-Stokes方程,研究裂隙交叉对其水力特性的影响。结果表明,通过室内试验和串联裂隙水力学开度计算公式相结合的方法,可以准确计算每个裂隙单元的水力学开度。当雷诺数Re较小时,交叉点内部的流体成稳态层流流动;当雷诺数较大(比如Re≥100)时,可以观测到明显的漩涡,说明流体的惯性力远大于黏性力,经典的立方定律不再适用。对于1个进口2个出口的情况,出口的流量分配比率与雷诺数成二次函数关系,随着雷诺数的增大,流量分配比率的非线性越来越明显,其最大分配比率变化超过15%。出口的水力学开度e与初始水力学开度(即力学开度E0)的比值e/E0和雷诺数Re也具有二次函数关系。当Re1时,e=E0呈线性关系;当1Re10时,e/E0具有较弱的非线性;当雷诺数Re10时,e/E0呈现出较强的非线性;利用该关系式可以得到修正的立方定律,从而进一步求解交叉裂隙的水力特性问题。
【作者单位】： 日本长崎大学工学部地盘环境研究室;山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点试验室培育基地;山东大学岩土与结构工程研究中心;
【关键词】： 交叉裂隙 水力特性 Navier-Stokes方程 水力开度 力学开度
【基金】：国家自然科学基金(No.51379117) 日本学术振兴会青年基金B(No.15K18302) 青年科学基金(No.51109209)
【分类号】：TU45
【正文快照】： 认为,在致密的岩体中,比如花岗岩、沉积岩等,流体主要在这些裂隙或裂隙网络中流动[5-6]。岩体离散裂隙网络(DFN)的水力特性,比如等效渗透系数是决定污染物扩散特性的主要因素。离散裂隙网络由数以百计甚至数以千计的裂隙单元及单元节点组成,每条裂隙单元的开度是决定导水能力

【参考文献】

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  本文关键词：交叉裂隙水力学开度的计算及非线性水力特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：450886