基于逆Broyden秩1拟牛顿迭代法的岩体裂隙网络渗流特性研究

发布时间：2017-08-02 02:09

  本文关键词：基于逆Broyden秩1拟牛顿迭代法的岩体裂隙网络渗流特性研究

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【摘要】：岩体裂隙粗糙度和流体惯性效应是影响岩体裂隙网络等效渗透性的重要因素。首先回顾了单裂隙中裂隙粗糙度和流体惯性效应对其过流能力的影响;然后基于逆Broyden秩1拟牛顿迭代法求解控制裂隙内流体流动的非线性方程组,研究岩体裂隙粗糙度和流体惯性效应对离散裂隙网络(DFN)等效渗透性的影响;最后,基于两种不同边界条件,对离散裂隙网络模型内流体的流动特性进行了探讨。结果表明,当水力梯度较小(0.5)时,裂隙粗糙度和流体惯性效应对离散裂隙网络渗透性的影响很小;当水力梯度较大(0.5)时,裂隙粗糙度和流体惯性效应对离散裂隙网络渗透性的影响随水力梯度的变化而显著变化;在两种边界条件下,当水力梯度在0.1~10.0之间时,裂隙粗糙度和流体惯性效应对离散裂隙网络过流能力的最大影响分别为18.1%和27.5%。所以,当水力梯度较大时,需要在离散裂隙网络模型的渗流计算中考虑裂隙粗糙度和流体惯性效应的影响。
【作者单位】： 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;绍兴文理学院土木工程学院;山东大学岩土与结构工程研究中心;中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室;
【关键词】： 逆Broyden秩拟牛顿迭代法 离散裂隙网络 裂隙粗糙度 流体惯性效应 等效渗透系数 非线性渗流
【基金】：国家自然科学基金(No.51379117,51579239,50909056) 日本学术振兴会青年基金B(No.15K18302) 山东省自然科学基金(No.ZR2014EEM014)~~
【分类号】：TU45
【正文快照】： 1引言花岗岩等低渗透性岩体中的流体流动主要发生在岩石裂隙网络中,其渗流特性主要受裂隙表面形态及应力状态影响。同时由于岩石矿物颗粒与流体之间的一系列化学反应(如溶解、扩散、沉淀)作用,裂隙内流体的水力特性也会发生改变,也会对岩体的力学及渗透性质产生很大影响。离散

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1 王卫星;杨记明;;一种基于图像处理的岩石裂隙粗糙度几何信息算法[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2010年04期

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本文编号：607162