本文關(guān)鍵詞： 巖體 裂隙 不穩(wěn)定溫度場(chǎng) 復(fù)合單元法　出處：《巖土力學(xué)》2015年07期 　論文類(lèi)型：期刊論文

【摘要】：基于復(fù)合單元法,結(jié)合三維熱傳導(dǎo)-對(duì)流方程和"充填模型",提出了裂隙巖體不穩(wěn)定溫度場(chǎng)的復(fù)合單元模型。該模型前處理簡(jiǎn)便快捷,計(jì)算網(wǎng)格生成時(shí)無(wú)需考慮裂隙的存在,網(wǎng)格剖分不受限制,隨后利用復(fù)合單元前處理程序,依據(jù)裂隙的位置和方位將其自動(dòng)離散在單元內(nèi)。對(duì)常規(guī)熱傳導(dǎo)-對(duì)流方程進(jìn)行自伴隨性調(diào)整,應(yīng)用變分原理,推導(dǎo)出裂隙巖體不穩(wěn)定溫度場(chǎng)的復(fù)合單元算法,該算法可分別計(jì)算出巖塊子單元和裂隙的溫度值,且可真實(shí)反映裂隙中水流與相鄰巖塊間的熱能量交換規(guī)律。將復(fù)合單元數(shù)值模型計(jì)算的不穩(wěn)定溫度場(chǎng)結(jié)果與相應(yīng)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析可知,數(shù)值計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)基本一致,驗(yàn)證了裂隙巖體不穩(wěn)定溫度場(chǎng)復(fù)合單元算法的可靠性與有效性。算例分析表明,裂隙中水流與相鄰巖塊間有明顯的熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流作用。
[Abstract]:Based on the composite element method, combined with the three-dimensional heat conduction convection equation and the "filling model", the composite element model of unstable temperature field of fractured rock mass is proposed. The pretreatment of the model is simple and quick. The mesh generation does not need to consider the existence of cracks, the mesh generation is not restricted, and then the composite element preprocessing program is used. According to the location and azimuth of fracture, the fracture is automatically discretized in the element. The self-adjoint adjustment of the conventional heat conduction convection equation is carried out, and the complex element algorithm of unstable temperature field of fractured rock mass is derived by applying the variational principle. This algorithm can calculate the temperature values of subelement and fracture of rock block respectively. And it can truly reflect the heat energy exchange law between the water flow and adjacent rock mass in the fracture. The results of the unstable temperature field calculated by the composite element numerical model are compared with the corresponding measured data. The numerical results are in good agreement with the measured data, which verify the reliability and validity of the complex element algorithm for unstable temperature field of fractured rock mass. There is obvious heat conduction and heat convection between water flow and adjacent rock masses in fractures.
【作者單位】： 華南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院;華南理工大學(xué)亞熱帶建筑科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No.51209097) 華南理工大學(xué)亞熱帶建筑科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放研究項(xiàng)目(No.2013KB27) 中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)資金資助(No.2014ZZ0022)
【分類(lèi)號(hào)】：TU45
【正文快照】： 1引言巖石裂隙不僅會(huì)影響巖體的變形與滲透特性,對(duì)巖體的溫度場(chǎng)也會(huì)有重要的影響,裂隙中流體的流動(dòng)以及流體與相鄰巖塊間的熱交換均會(huì)引起溫度場(chǎng)隨時(shí)間和空間的改變,稱(chēng)為不穩(wěn)定溫度場(chǎng)。裂隙巖體不穩(wěn)定溫度場(chǎng)問(wèn)題一直以來(lái)是環(huán)境工程、油藏工程、核廢料貯存、增強(qiáng)地?zé)嵯到y(tǒng)等工程

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本文編號(hào)：1491765