基于双重介质理论的单裂缝核素迁移模型

该文以基于双重介质理论的单裂隙迁移模型为基础 ,介绍裂隙介质中放射性核素迁移行为的模拟方法。并以实例说明该模型在高放废物处置库安全性能评价中的应用     

非均匀煤岩双重介质渗流-应力耦合模型

为了模拟裂隙和非均质煤岩损伤劣化对煤层瓦斯抽放过程的影响,将煤岩视作拟连续介质和裂隙组成的双重介质.拟连续介质(煤岩)视作弹性损伤材料,煤岩的弹性模量、强度的非均匀性用Weibull分布模拟,裂隙利用薄层Desai单元模拟.基于弹性损伤理论考虑煤岩应力状态及损伤与透气系数的耦合,建立了煤岩瓦斯渗流-应力耦合模型,并在数值计算程序Coupling Analysis中开发了相应的计算模块.利用建立的模型模拟了某瓦斯抽放试井瓦斯抽放,结果表明在瓦斯抽放过程中,有效应力变化诱发部分煤岩单元发生损伤,损伤区透气系数最大增加了约2.7倍,受围压影响,非损伤区的透气系数减小,减小的最大幅度达到95%.研究表明,建立的模型能较好地模拟煤岩应力和损伤及煤岩力学参数的非均匀性对透气系数的影响,从而为瓦斯抽放过程模拟提供了一种有效方法.     

基于双重介质模型的裂隙岩质边坡渗流及稳定性分析

双重介质模型在考虑岩块孔隙渗流的条件下,一定程度上刻画了岩体裂隙渗流的优先流现象。为研究双重介质模型下裂隙岩质边坡的渗流特性,以二维边坡为例,基于双重介质模型,研究了不同降雨条件下孔隙域和裂隙域的入渗边界条件及2者之间的关系,推导了裂隙域等效降雨强度方程,利用COMSOL Multiphysics有限元数值计算软件,定量分析了2种降雨条件(长而弱、短而强)下,孔隙域和裂隙域的入渗规律及水交换规律,并分别采用强度折减法和局部安全系数法分析了2种降雨入渗对边坡稳定性的影响。结果表明:(1)双重介质模型下,孔隙域和裂隙域入渗边界条件变得更为复杂,边界条件的转换需要综合考虑降雨强度、裂隙域等效降雨强度及两域的饱和渗透系数之间的关系。(2) 2 mm/h的降雨强度下,雨水大部分通过孔隙域向下入渗,孔隙水压力的变化主要体现在孔隙域,水交换主要由孔隙域向裂隙域中流动,水交换项的值较小;边坡位移较大的区域从坡顶贯穿至坡脚,可能发生整体滑动,降雨结束后边坡的安全系数从1.92降至1.89,降低了1.56%,潜在破坏区域体积增量较小。(3) 20 mm/h的降雨强度下,雨水几乎全部通过裂隙域向下入渗,孔隙...     

管壁温度非恒定条件下单管冻结温度场解析计算

With the combination with the similar theory and analytic calculation, the single tube freezing problem under the surface temperature non-constant condition of the freezing tube was fully studied. The ...     

基于孔-裂隙双重介质模型的有效抽采半径应用研究

为了合理布置瓦斯抽采钻孔,提高瓦斯抽采效率,以亭南煤矿为研究背景,基于孔-裂隙双重介质模型及瓦斯流动理论,建立了气固耦合流动瓦斯抽采模型;借助COMSOL软件,研究单一钻孔抽采半径及多钻孔布孔间距对瓦斯抽采效果的影响。研究表明：抽采120 d时,单一钻孔抽采瓦斯的有效抽采半径约为1.4 m。多钻孔抽采中,钻孔间距为2 m、3 m、4 m时,钻孔有效抽采区域在钻孔周围大致呈圆柱状分布;钻孔间距为5 m、6 m时,钻孔有效抽采区域虽有所扩大,但各钻孔所围成内部区域的瓦斯抽采效果减弱。抽采120 d时,不同钻孔间距下的有效抽采区域体积排序为V_d4>V_d3>V_d2>V_d5>V_d6,综合考虑不同钻孔间距下有效抽采瓦斯区域变化情况,得出适用于亭南煤矿的最优布孔间距为4 m。研究结果为井下瓦斯钻孔合理布孔间距的判定提供参考。     

非均匀介质条件下矿震震波三维传播模型构建及其应用

为了研究速度模型对矿震定位误差的影响,基于惠更斯原理建立了矿震波在层状非均匀介质中的三维传播模型,通过现场爆破振动试验,采用矿山微震定位监测系统进行监测。对矿震震波的正演建立了矿震震波传播的三维波动方程,并给出了矿震波在介质分界面上传播速度计算公式,由此对经典线性定位方法进行合理改进,使得基于均匀介质的线性定位方法适合于非均匀分层介质。将理论推导结果应用于矿山微震监测定位系统中,进行实际矿震定位计算。试验表明,速度模型对定位的影响较大,运用所建立的三维传播模型应用于矿震定位,有效提高了定位精度。     

GENERALIZED UPWIND SCHEME WITH FRACTIONAL STEPS FOR 3-D PROBLEM OF CONVECTION DOMINATING GROUNDWATER TRANSPORT

A generalized upwind scheme with fractional steps for 3-D mathematical models of convection dominating groundwater quality is suggested. The mass transport equation is split into a convection equation and a dispersive equation. The generalized upwind scheme is used to solve the convection equation and the finite element method is used to compute the dispersive equation. These procedures which not only overcome the phenomenon of the negative concentration and numerical dispersion appear frequently with normal FEM or FDM to solve models of convection dominating groundwater transport but also avoid the step for computing each node velocity give a more suitable method to calculate the concentrations of the well points.     

238U和226Ra在某铀矿尾渣库的地下水中运移预测

通过对某铀矿尾渣库地质条件的分析 ,运用一维水流动的二维弥散方程来对该尾渣库地下水中2 3 8U和2 2 6Ra核素运移进行了长达 10 0 0a的模拟。模拟给出了污染范围 ,对具有类似条件的尾渣库模拟计算亦有一定的参考价值。