岩体裂隙网络非线性渗流特性研究

发布时间：2017-07-29 04:16

  本文关键词：岩体裂隙网络非线性渗流特性研究

  更多相关文章： 离散裂隙网络 非线性渗流 Navier-Stokes方程 局部立方定律

【摘要】：基于人工交叉裂隙模型,通过室内透水试验,利用电荷耦合元件(CCD)照相机可视化技术,对流体在裂隙交叉点内的非线性流动特性进行研究。建立两种离散裂隙网络(DFN)模型,考虑两种边界条件,改变模型进口和出口之间的压力,直接求解Navier-Stokes(简称N-S)方程,对DFN的非线性渗流特性进行研究。结果表明,室内试验可以观测到与出口3相连的裂隙单元内发生了明显的非线性流动,且通过模型的流量Q和模型两端的压力P具有非线性关系。数值计算结果也表明,在水力梯度J较大时(比如J0.1),通过DFN的Q和P具有非线性关系,而当J较小时(比如J10-4),Q与P线性相关;根据文中的算例,建议利用局部立方定律求解DFN内每条裂隙的渗流特性的临界条件为J≤10-4;裂隙表面粗糙会造成通过DFN渗流量的降低,但对相对流量误差的影响可忽略不计。
【作者单位】： 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室;长崎大学;山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地;绍兴文理学院土木工程学院;北京科技大学土木与环境工程学院;
【关键词】： 离散裂隙网络 非线性渗流 Navier-Stokes方程 局部立方定律
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973)项目(2013CB036003) 国家自然科学基金(No.51379117,No.51579239,No.41427802)~~
【分类号】：TU45
【正文快照】： 计算存在着大量不连续面岩体的渗透系数通常采用4种模型:等效连续介质模型、离散裂隙网络模型、裂隙-孔隙双重介质模型和多重裂隙网络渗流模型[1]。其中离散裂隙网络(DFN)模型在计算大型岩体工程的水力特性方面得到了很多应用,比如大坝、地下洞室、核电站基础以及石油储藏库的

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本文编号：587444