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相似文献
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1.
在建立岩体裂隙岩体温度-渗流耦合微分控制方程的基础上,基于裂隙网络渗流理论和数值流形理论,通过分析考虑裂隙作用的温度场和流形覆盖与裂隙网络的关系,以裂隙网络节点水头、覆盖温度函数为求解量,提出了裂隙岩体温度-渗流耦合的数值流形方法。该方法利用数值流形理论中网格、覆盖及流形单元的关系,可以在同一数学网格下实现了对温度-渗流耦合场的迭代求解。由于渗流裂隙网络必定会与材料边界相交,所以数学网格不受边界及裂隙限制,能够有效的避免常规方法中裂隙处网格划分问题,因此该方法特别适合于模拟裂隙岩体的耦合问题。最后,运用该模型对部分算例进行了计算,验证了方法的正确性。  相似文献   

2.
裂隙岩体裂隙网络渗流场—应力场耦合的刚体元分析   总被引:2,自引:0,他引:2  
基于裂隙岩体初始裂隙网络渗流的离散数值模型,首次采用新的数值方法--刚体元方法进行裂隙岩体裂隙网络渗流场-应力场耦合分析,既避免了经典渗流理论不考虑介质应力的不足,又克服了工程岩体稳定性分析中简单考虑水渗流作用的缺陷。  相似文献   

3.
任意直角坐标系下潜水面边界条件的表达式   总被引:1,自引:0,他引:1  
渗流理论中现有的潜水面边界条件表达式是针对特定方向的一类潜水渗流问题而给出的。随着与地下水有关的工程活动的逐步复杂化,任意直角坐标下潜水渗流问题日渐多见。因此给出描述这类渗流问题潜水面边界条件的最一般表达式,将使建立任意座标方向下的潜水三维流或倾斜平面二维流问题的数学模型成为可能,这是对渗流基本理论的一种完善。  相似文献   

4.
在总结已有的饱和非饱和渗流模型的基础上,把裂隙岩体看作是离散网络模型,分析研究了含节理裂隙岩体的非饱和渗流特性,建立了裂隙网络饱和非饱和渗流模型,并推导了控制方程.对节理裂隙岩体中外力对裂隙渗流的影响进行了分析研究,提出了渗流场—应力场耦合的分析模型,推导出三维应力与裂隙水压力共同作用下一组平行裂隙组的渗流应力耦合关系式。  相似文献   

5.
岩体结构面渗流研究现状   总被引:1,自引:0,他引:1  
岩体渗流实质上就是结构面及其网络的渗流。由于受节理张开度、表面粗糙度、接触面积、裂隙法向应力变化和填充物等影响,从而使岩体结构面的渗流特征变得非常复杂。本从岩体结构面几何特征的数值分析和经验分析讨论了岩体结构面渗流研究状况。  相似文献   

6.
探索岩体中流体的流动机理对解决隧道开挖和地下工程施工过程中的突涌水问题具有重要意义,定量描述岩石单裂隙受压剪共同作用下的渗流特性是理解裂隙渗流机理的基础,但已有研究尚未建立应力、位移、开度、惯性系数等关键控制参数之间的定量关系。本研究制作了含单裂隙的花岗岩试样,采用固定剪切位移后逐渐增加法向应力的方式开展变水头渗流试验,得到裂隙渗透率的演化规律;通过高精度三维轮廓仪获取裂隙表面的形貌数据,基于自主开发的基于接触力学变分原理框架的裂隙受压变形计算程序,表征不同剪切错位和不同应力条件下裂隙面的变形特性和内部空腔结构演化规律;提取裂隙开度分布数据,在COMSOL软件中求解Navier-Stocks方程,实施了不同剪切位移和受压状态下的裂隙非线性渗流数值模拟。定量分析剪切位移、法向应力、空腔几何特征与非线性渗流控制参数之间的关系,结果表明:试验得到的裂隙表面破坏区域与数值模拟结果基本吻合,验证了裂隙变形计算程序的可靠性;法向应力、剪切位移分别与力学开度呈幂函数递减和指数函数递增的关系,且剪切位移增加的会导致裂隙内的接触面更集中;Forchheimer方程中的惯性系数B和临界水力梯度Jc可以定量刻画裂隙的非线性渗流特性,B和Jc与剪切位移之间呈幂函数递减关系,且随着剪切位移的增大,Jc和B的增加速率和波动范围逐渐降低;当剪切位移从2 mm增加到8 mm时,Jc的波动范围从6.10×10-3减少到1.20×10-3,降低了80.32%;B的波动范围从2.97×1014 Pa·s2·m-7减少到2.43×1013 Pa·s2·m-7,降低了91.28%;裂隙开度的相对标准偏差RSD与惯性系数B和临界水力梯度Jc之间均存在相似的幂函数关系,据此建立了计算渗流从线性转换为非线性的临界点的预测公式。  相似文献   

7.
基于应力-渗流耦合理论的突水力学模型   总被引:5,自引:3,他引:2  
由于岩石渗透率的突跳现象与底板突水现象的力学机理相同,通过进行实验室三向应力下岩石渗流实验,从力学的角度对底板突水机理进行了合理的解释,并提出了底板突水的实用突水判据.结果表明:底板突水是由于底板应力场与承压水渗流场相互作用形成的,矿山压力导致底板隔水层中的裂隙扩展贯通是底板突水的必要条件,承压水在裂隙面的法向扩张力及切向剪切力大于裂隙面的内力是底板突水的充分条件.只有同时满足充分条件和必要条件时,底板突水事故才会发生,理论分析结果与现场突水规律一致.  相似文献   

8.
针对裂隙岩体渗流破坏灾害问题。研制符合不同节理粗糙度的拟岩体粗糙单裂隙试件,开展了可变裂隙开度、高水力梯度粗糙单裂隙非达西渗流室内物理试验。研究表明,高渗流速度情况下,渗流水力梯度与渗流流速之间呈现非线性关系;Forchheimer方程能良好拟合高流速条件下粗糙裂隙渗流情况;提出非达西影响系数的半经验关系式,为工程实践中突涌水量预测提供重要参考。  相似文献   

9.
裂隙岩体初始裂隙网络渗流模型研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
运用离散数学的图理论进行裂隙岩体裂隙网络连通性研究,建立了裂隙岩体初始裂隙网络渗流的离散数值模型,这一模型从根本上突破了经典的均质渗流理论。  相似文献   

10.
法向蠕变是岩石裂隙的重要力学性质之一.通过分析岩石裂隙法向蠕变机理、进行干燥及渗流情况下岩石裂隙法向蠕变试验,探讨了岩石裂隙的法向蠕变及渗流的影响.研究表明,对于粗糙岩石裂隙来说,瞬时有效应力总等于裂隙凸起的压缩强度,因而初始法向蠕变明显,而后随接触面增加,蠕变速率逐渐降低;渗流过程中,岩石裂隙法向蠕变更加明显,且初次加栽应力水平下岩石裂隙法向蠕变远大于后续加载应力水平;岩石裂隙法向蠕变不能决定岩石裂隙渗流能力的降低,水力冲蚀作用明显时,可能产生裂隙渗流能力随裂隙法向压缩而增大的情况;岩石裂隙的蠕变闭合与岩石裂隙面粗糙度有关,粗糙度越大,岩石裂隙蠕变闭合量越大.研究结果对岩石裂隙法向蠕变的数值模拟及工程实践有一定参考价值.  相似文献   

11.
在2维正交网格系统下自由面适应网格方法的基础上,提出了3维非结构化网格下的自由面适应网格方法.该方法在迭代求解渗流自由面时,无需改动网格,而是用映射的方法去让自由面适应既定网格系统,也不需要对出逸边界进行特殊处理,其方法简单,易于程序实现;通过将数值计算结果与甘油试验及室内砂槽模拟结果相对比,表明了该方法在3维非结构化网格系统中捕捉浸润面的精度较高,拓宽了自由面适应网格方法在3维带自由面渗流问题中的应用范围.  相似文献   

12.
通过对天生桥一级水电站引水系统非均质各向异性岩体渗流场的模拟计算,提出了三维非均质岩体各向异性渗流场的计算方法,并导出三维排水廊道边界的计算公式和三维自由水面边界的迭代方法.通过对不同参数对渗流场影响的研究和各种运行工况三维渗流场特征的分析,得出了三维各向异性渗流场的一些基本规律,为高压引水管道的设计、施工提供了合理的设计依据.  相似文献   

13.
A systematic summary is presented describing the application of isotope tracer method in detecting seepage flow in a single borehole. In a single borehole, many hydraulic coefficients, such as flow velocity, direction of flow, vertical flow etc., can be obtained by using isotope tracer method. There are three conditions if a fissure intersects a borehole: vertical, parallel and tilt. According to each different condition, the formulation of flow velocity deduced by isotope dilution method is different. At the same time, well theory of blended borehole about fissure groups including single fissure group and multi-fissure groups, has also been discussed.  相似文献   

14.
A systematic summary is presented describing the application of isotope tracer method in detecting seepage flow in a single borehole. In a single borehole, many hydraulic coefficients, such as flow velocity, direction of flow, vertical flow etc., Can be obtained by using isotope tracer method. There are three conditions if a fissure intersects a borehole: vertical, parallel and tilt. According to each different condition, the formulation of flow velocity deduced by isotope dilution method is different. At the same time, well theory of blended borehole about fissure groups including single fissure group and multi-fissure groups, has also been discussed.  相似文献   

15.
渗流计算的一种实用方法   总被引:2,自引:0,他引:2  
对于有自由面的求取的渗流问题,介绍了一种可以不进行迭代求解渗流问题的自由面的新方法,并且采用常用的商用软件解决饱和非饱和渗流问题.将新的边界处理方法应用到多种材料的土石坝及坝基的渗流分析中,可以用一般的商用有限元软件进行饱和非饱和、稳定非稳定的渗流问题的计算,并结合某堤防工程进行稳定渗流分析,得到了较好的结果.  相似文献   

16.
用三次插值多项式确定均质土坝稳定渗流有限元计算中的自由面形状,用插值节点迭代确定自由面位置,用FORTRAN77语言编制相应的计算程序,经算例验证是一种可靠、高效确定均质土坝稳定渗流自由面位置的方法。  相似文献   

17.
在排水子结构的基础上 ,结合求解无压渗流场的调整传导矩阵法 ,给出了被自由面穿过排水孔的数值模拟方法 ,同时 ,对渗流量也提出了一种简单的计算方法 ,最后给出了一个实例分析 .  相似文献   

18.
渗流计算中求解浸润线的自由面适应网格方法   总被引:1,自引:1,他引:1  
渗流计算中的浸润线计算属于自由面求解问题,传统的求解自由面方法,多为改变网格去适应自由面在迭代过程中的变化。提出了自由面适应网格方法,该方法与传统方法相反,即在迭代求解过程中不改变网格而是让浸润线不断地去适应网格,采用网格映射的方法去确定浸润线,直至最后达到允许精度,得到要求的浸润线分布。结果表明,该方法具有计算简单,编程方便,精度较高等优点。采用本方法时,如果采用加密网格或者高阶映射的方法则可以进一步提高求解精度。  相似文献   

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