本文關(guān)鍵詞：交叉裂隙水力學(xué)開(kāi)度的計(jì)算及非線性水力特性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：基于人工交叉裂隙模型,通過(guò)室內(nèi)透水試驗(yàn),得到了不同進(jìn)口與出口組合時(shí)的流量和壓力變化的關(guān)系曲線。同時(shí)結(jié)合串聯(lián)裂隙水力學(xué)開(kāi)度的計(jì)算公式,利用最小二乘法求解超靜定方程組,計(jì)算交叉裂隙中每個(gè)裂隙單元的水力學(xué)開(kāi)度。通過(guò)拓?fù)涞玫搅严督徊纥c(diǎn)的幾何尺寸,并求解Navier-Stokes方程,研究裂隙交叉對(duì)其水力特性的影響。結(jié)果表明,通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)和串聯(lián)裂隙水力學(xué)開(kāi)度計(jì)算公式相結(jié)合的方法,可以準(zhǔn)確計(jì)算每個(gè)裂隙單元的水力學(xué)開(kāi)度。當(dāng)雷諾數(shù)Re較小時(shí),交叉點(diǎn)內(nèi)部的流體成穩(wěn)態(tài)層流流動(dòng);當(dāng)雷諾數(shù)較大(比如Re≥100)時(shí),可以觀測(cè)到明顯的漩渦,說(shuō)明流體的慣性力遠(yuǎn)大于黏性力,經(jīng)典的立方定律不再適用。對(duì)于1個(gè)進(jìn)口2個(gè)出口的情況,出口的流量分配比率與雷諾數(shù)成二次函數(shù)關(guān)系,隨著雷諾數(shù)的增大,流量分配比率的非線性越來(lái)越明顯,其最大分配比率變化超過(guò)15%。出口的水力學(xué)開(kāi)度e與初始水力學(xué)開(kāi)度(即力學(xué)開(kāi)度E0)的比值e/E0和雷諾數(shù)Re也具有二次函數(shù)關(guān)系。當(dāng)Re1時(shí),e=E0呈線性關(guān)系;當(dāng)1Re10時(shí),e/E0具有較弱的非線性;當(dāng)雷諾數(shù)Re10時(shí),e/E0呈現(xiàn)出較強(qiáng)的非線性;利用該關(guān)系式可以得到修正的立方定律,從而進(jìn)一步求解交叉裂隙的水力特性問(wèn)題。
【作者單位】： 日本長(zhǎng)崎大學(xué)工學(xué)部地盤環(huán)境研究室;山東科技大學(xué)礦山災(zāi)害預(yù)防控制省部共建國(guó)家重點(diǎn)試驗(yàn)室培育基地;山東大學(xué)巖土與結(jié)構(gòu)工程研究中心;
【關(guān)鍵詞】： 交叉裂隙 水力特性 Navier-Stokes方程 水力開(kāi)度 力學(xué)開(kāi)度
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(No.51379117) 日本學(xué)術(shù)振興會(huì)青年基金B(yǎng)(No.15K18302) 青年科學(xué)基金(No.51109209)
【分類號(hào)】：TU45
【正文快照】： 認(rèn)為,在致密的巖體中,比如花崗巖、沉積巖等,流體主要在這些裂隙或裂隙網(wǎng)絡(luò)中流動(dòng)[5-6]。巖體離散裂隙網(wǎng)絡(luò)(DFN)的水力特性,比如等效滲透系數(shù)是決定污染物擴(kuò)散特性的主要因素。離散裂隙網(wǎng)絡(luò)由數(shù)以百計(jì)甚至數(shù)以千計(jì)的裂隙單元及單元節(jié)點(diǎn)組成,每條裂隙單元的開(kāi)度是決定導(dǎo)水能力

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本文編號(hào)：450886