本文關(guān)鍵詞：巖體裂隙網(wǎng)絡非線性滲流特性研究

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【摘要】：基于人工交叉裂隙模型,通過室內(nèi)透水試驗,利用電荷耦合元件(CCD)照相機可視化技術(shù),對流體在裂隙交叉點內(nèi)的非線性流動特性進行研究。建立兩種離散裂隙網(wǎng)絡(DFN)模型,考慮兩種邊界條件,改變模型進口和出口之間的壓力,直接求解Navier-Stokes(簡稱N-S)方程,對DFN的非線性滲流特性進行研究。結(jié)果表明,室內(nèi)試驗可以觀測到與出口3相連的裂隙單元內(nèi)發(fā)生了明顯的非線性流動,且通過模型的流量Q和模型兩端的壓力P具有非線性關(guān)系。數(shù)值計算結(jié)果也表明,在水力梯度J較大時(比如J0.1),通過DFN的Q和P具有非線性關(guān)系,而當J較小時(比如J10-4),Q與P線性相關(guān);根據(jù)文中的算例,建議利用局部立方定律求解DFN內(nèi)每條裂隙的滲流特性的臨界條件為J≤10-4;裂隙表面粗糙會造成通過DFN滲流量的降低,但對相對流量誤差的影響可忽略不計。
【作者單位】： 中國礦業(yè)大學深部巖土力學與地下工程國家重點實驗室;長崎大學;山東科技大學礦山災害預防控制省部共建國家重點實驗室培育基地;紹興文理學院土木工程學院;北京科技大學土木與環(huán)境工程學院;
【關(guān)鍵詞】： 離散裂隙網(wǎng)絡 非線性滲流 Navier-Stokes方程 局部立方定律
【基金】：國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973)項目(2013CB036003) 國家自然科學基金(No.51379117,No.51579239,No.41427802)~~
【分類號】：TU45
【正文快照】： 計算存在著大量不連續(xù)面巖體的滲透系數(shù)通常采用4種模型:等效連續(xù)介質(zhì)模型、離散裂隙網(wǎng)絡模型、裂隙-孔隙雙重介質(zhì)模型和多重裂隙網(wǎng)絡滲流模型[1]。其中離散裂隙網(wǎng)絡(DFN)模型在計算大型巖體工程的水力特性方面得到了很多應用,比如大壩、地下洞室、核電站基礎(chǔ)以及石油儲藏庫的

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