一维环单元模型确定裂隙岩体渗透张量的研究
发布时间：2021-07-02 08:04
岩体裂隙在岩体工程中的影响无处不在,如大型水利水电工程、土木工程、石油工程、核电工程,废料埋存以及矿产资源开采等相关工程领域。裂隙岩体的渗透性等力学特征将直接影响各类岩体工程的设计、施工、运营和维护情况,所以对裂隙岩体渗透性规律的研究具有非常重要的意义,而解决实际工程渗流问题的间接的办法是研究岩体的渗透张量,渗透张量是进行渗流分析的一个重要的物理量。近年来计算机技术得到迅猛发展,通过计算机仿真技术确定岩体的渗透特性,并根据现场试验对比修正,可以宏观地计算出反映岩体各向异性的渗透张量,这种方法应用较为广泛。目前,国内外学者对裂隙岩体性状和渗流系统的研究取得了广泛的一致认识。离散网络计算模型可大致分为两种:管状流模型和面状流模型,其中面流模型因为网格划分复杂,计算量大等问题给实际工程应用带来很多困难。所以本文主要基于面状流模型提出一种空间一维环单元来实现计算的简化,可计算得到渗透张量表达式,该模型也可直接用于裂隙网络计算,使降低计算规模成为现实。本文具体研究内容如下:（1）根据现场勘测到的裂隙统计参数选用Baecher模型,基于蒙特卡罗法生成三维空间随机裂隙网络模拟岩体裂隙网络模型。从渗透...
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１裂隙矢量坐标??
２．３三维裂隙网络中裂隙间位置的判定??在三维裂隙网络模型中，裂隙被当作平面圆盘是最利于计算机及数学表示处??理的，因此两裂隙之间的儿何关系可由下图２－２表示：??备＾７费??（ａ）?（ｂ）?（ｃ）??（ｄ）?（ｅ）?（ｆ）??图２－２两裂隙面的空间位置关系??两个裂隙间在空间中的相对位置关系有相交和相离，其中相交表示两个裂隙??在空间中存在交集，相离则是两个裂隙不存在交集部分。若两个裂隙各自所在的??平面相互平行，那么这两个裂隙是不可能相交的（如图ｃ）；即便两个裂隙所在??平面不平行，若两个裂隙至少有一个远离交线，他们也不会存在交集（如图ａ）；??图（ｂ）中两个裂隙都没有远离交线，但是彼此在侧面上距离太远，也会没有交??集。存在交集的只有图（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）中的情况。因此，依据两个裂隙圆盘在??空间中相交时交线端点位置的分布规律，相交可分为３种模式：相交、相连、相??嵌
华北电力大学硕士学位论文??圆周内（如图２－３?（ｃ））。??（ａ）相交?（ｂ）相连?（ｃ）相嵌??图２－３两裂隙圆盘的三种相交模式??进行连通路径搜索之前需要进行两条裂隙的相交计算。判断两裂隙面是否相??交的思路如下：首先通过计算两平面的夹角来确定两个裂隙是否平行，若相互平??行则可省略进一步的计算，若不平行则进一步计算两个平面的交线方程，求出交??线方程后再分别计算两个裂隙面圆心与交线之间的距离，如果这两个距离分别比??各自裂隙面的半径小，那么表明两个裂隙圆盘与交线存在交点，但也许可能是图??ｂ的情况，因此需要进一步进行验证，分别计算以两裂隙面为大圆的球面与交线??的四个交点坐标，判断两个交线是否存在交集，如果有交集存在即相交，否则不??相交。具体求解流程如图２－４所示：??１４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]岩体裂隙网络管单元多参数模型渗透张量研究[J]. 王俊奇,李鹏宇,董晔,穆孟婧. 浙江科技学院学报. 2017(05)
[2]基于离散裂隙网络的表征单元体研究[J]. 黄丹,李小青. 武汉大学学报(工学版). 2016(05)
[3]三维离散裂隙网络管单元模型确定岩体渗透张量的尝试[J]. 王俊奇,董晔,李鹏宇. 水利与建筑工程学报. 2016(03)
[4]裂隙岩体表征单元体的确定及工程应用[J]. 陈云娟,朱维申,王知深,李邦翔,郑春梅. 地下空间与工程学报. 2016(01)
[5]裂隙岩体渗流研究综述[J]. 刘权逸,纪率泽,高鑫,郑国胜. 科技创新导报. 2014(12)
[6]裂隙岩体三维渗透张量及表征单元体积的确定[J]. 吴锦亮,何吉,陈胜宏. 岩石力学与工程学报. 2014(02)
[7]基于离散裂隙网络模型的节理岩体渗透张量及特性分析[J]. 王培涛,杨天鸿,于庆磊,刘洪磊,夏冬,张鹏海. 岩土力学. 2013(S2)
[8]随机单裂隙饱和/非饱和渗透系数研究[J]. 李锦辉,蔡成志. 岩土力学. 2012(09)
[9]裂隙土等效连续介质的渗透张量及表征单元体积[J]. 李锦辉,张利民,雷卫东. 西北地震学报. 2011(S1)
[10]裂隙岩体渗透系数确定方法研究[J]. 纪成亮,李晓昭,王驹,赵晓豹,汪志涛,邵冠慧,王益壮. 工程地质学报. 2010(02)
博士论文
[1]复杂裂隙岩体等效力学参数及工程应用研究[D]. 章广成.中国地质大学 2008
[2]岩体等效水力学参数研究[D]. 张宜虎.中国地质大学 2006
硕士论文
[1]三维裂隙网络线单元渗流模型确定渗透张量研究[D]. 岳潇.华北电力大学 2015
[2]基于裂隙连通路径和数值模拟的岩体渗透性评价[D]. 姚文鑫.南京理工大学 2015
[3]岩体裂隙网络的渗流计算及分形特性研究[D]. 王肖珊.山东大学 2014
[4]裂隙岩体渗透特性尺寸效应及其影响因素研究[D]. 刘倩.大连理工大学 2014
[5]三维裂隙网络线单元渗流模型及其校正[D]. 叶茂.华北电力大学 2014
[6]黄岛地下水封洞库裂隙岩体渗透性研究[D]. 马峰.中国地质大学 2010
[7]渗流与应力耦合作用对边坡稳定性影响的研究[D]. 郭玉龙.武汉理工大学 2005
本文编号：3260087
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１裂隙矢量坐标??
２．３三维裂隙网络中裂隙间位置的判定??在三维裂隙网络模型中，裂隙被当作平面圆盘是最利于计算机及数学表示处??理的，因此两裂隙之间的儿何关系可由下图２－２表示：??备＾７费??（ａ）?（ｂ）?（ｃ）??（ｄ）?（ｅ）?（ｆ）??图２－２两裂隙面的空间位置关系??两个裂隙间在空间中的相对位置关系有相交和相离，其中相交表示两个裂隙??在空间中存在交集，相离则是两个裂隙不存在交集部分。若两个裂隙各自所在的??平面相互平行，那么这两个裂隙是不可能相交的（如图ｃ）；即便两个裂隙所在??平面不平行，若两个裂隙至少有一个远离交线，他们也不会存在交集（如图ａ）；??图（ｂ）中两个裂隙都没有远离交线，但是彼此在侧面上距离太远，也会没有交??集。存在交集的只有图（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）中的情况。因此，依据两个裂隙圆盘在??空间中相交时交线端点位置的分布规律，相交可分为３种模式：相交、相连、相??嵌
华北电力大学硕士学位论文??圆周内（如图２－３?（ｃ））。??（ａ）相交?（ｂ）相连?（ｃ）相嵌??图２－３两裂隙圆盘的三种相交模式??进行连通路径搜索之前需要进行两条裂隙的相交计算。判断两裂隙面是否相??交的思路如下：首先通过计算两平面的夹角来确定两个裂隙是否平行，若相互平??行则可省略进一步的计算，若不平行则进一步计算两个平面的交线方程，求出交??线方程后再分别计算两个裂隙面圆心与交线之间的距离，如果这两个距离分别比??各自裂隙面的半径小，那么表明两个裂隙圆盘与交线存在交点，但也许可能是图??ｂ的情况，因此需要进一步进行验证，分别计算以两裂隙面为大圆的球面与交线??的四个交点坐标，判断两个交线是否存在交集，如果有交集存在即相交，否则不??相交。具体求解流程如图２－４所示：??１４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]岩体裂隙网络管单元多参数模型渗透张量研究[J]. 王俊奇,李鹏宇,董晔,穆孟婧. 浙江科技学院学报. 2017(05)
[2]基于离散裂隙网络的表征单元体研究[J]. 黄丹,李小青. 武汉大学学报(工学版). 2016(05)
[3]三维离散裂隙网络管单元模型确定岩体渗透张量的尝试[J]. 王俊奇,董晔,李鹏宇. 水利与建筑工程学报. 2016(03)
[4]裂隙岩体表征单元体的确定及工程应用[J]. 陈云娟,朱维申,王知深,李邦翔,郑春梅. 地下空间与工程学报. 2016(01)
[5]裂隙岩体渗流研究综述[J]. 刘权逸,纪率泽,高鑫,郑国胜. 科技创新导报. 2014(12)
[6]裂隙岩体三维渗透张量及表征单元体积的确定[J]. 吴锦亮,何吉,陈胜宏. 岩石力学与工程学报. 2014(02)
[7]基于离散裂隙网络模型的节理岩体渗透张量及特性分析[J]. 王培涛,杨天鸿,于庆磊,刘洪磊,夏冬,张鹏海. 岩土力学. 2013(S2)
[8]随机单裂隙饱和/非饱和渗透系数研究[J]. 李锦辉,蔡成志. 岩土力学. 2012(09)
[9]裂隙土等效连续介质的渗透张量及表征单元体积[J]. 李锦辉,张利民,雷卫东. 西北地震学报. 2011(S1)
[10]裂隙岩体渗透系数确定方法研究[J]. 纪成亮,李晓昭,王驹,赵晓豹,汪志涛,邵冠慧,王益壮. 工程地质学报. 2010(02)
博士论文
[1]复杂裂隙岩体等效力学参数及工程应用研究[D]. 章广成.中国地质大学 2008
[2]岩体等效水力学参数研究[D]. 张宜虎.中国地质大学 2006
硕士论文
[1]三维裂隙网络线单元渗流模型确定渗透张量研究[D]. 岳潇.华北电力大学 2015
[2]基于裂隙连通路径和数值模拟的岩体渗透性评价[D]. 姚文鑫.南京理工大学 2015
[3]岩体裂隙网络的渗流计算及分形特性研究[D]. 王肖珊.山东大学 2014
[4]裂隙岩体渗透特性尺寸效应及其影响因素研究[D]. 刘倩.大连理工大学 2014
[5]三维裂隙网络线单元渗流模型及其校正[D]. 叶茂.华北电力大学 2014
[6]黄岛地下水封洞库裂隙岩体渗透性研究[D]. 马峰.中国地质大学 2010
[7]渗流与应力耦合作用对边坡稳定性影响的研究[D]. 郭玉龙.武汉理工大学 2005
本文编号：3260087
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