巖體離散裂隙網(wǎng)絡的非飽和滲流數(shù)值分析
本文選題:裂隙網(wǎng)絡 + 非飽和; 參考:《巖土力學》2017年11期
【摘要】:針對裂隙巖體的非飽和滲流問題,基于離散裂隙網(wǎng)絡模型并結(jié)合非飽和Darcy定律、Richards方程、非飽和本構(gòu)模型以及Signorini型飽和-非飽和互補溢出邊界,提出了離散裂隙網(wǎng)絡非飽和滲流問題的數(shù)學模型。采用有限單元法建立了裂隙網(wǎng)絡非飽和滲流模型的數(shù)值求解格式和對應的迭代算法。通過與矩形壩穩(wěn)定滲流、一維豎直裂隙非飽和入滲以及室內(nèi)二維瞬態(tài)排水滲流的試驗、數(shù)值及理論結(jié)果對比分析,驗證了文中算法的有效性;根據(jù)流量等效原則,指出了裂隙網(wǎng)絡模型應用于求解連續(xù)介質(zhì)非飽和滲流問題的有效性。驗證了該算法對于求解裂隙邊坡降雨入滲問題的可靠性,揭示了降雨入滲過程裂隙網(wǎng)絡流量分布的非均勻性及裂隙產(chǎn)狀對降雨入滲流動具有重要的控制作用。
[Abstract]:Aiming at unsaturated seepage of fractured rock mass, based on discrete fracture network model and combining with unsaturated Darcy's law, Richards equation, unsaturated constitutive model and Signorini type saturated-unsaturated complementary overflow boundary, the model is presented in this paper. A mathematical model of unsaturated seepage in discrete fracture networks is presented. The finite element method is used to establish the numerical solution scheme and the corresponding iterative algorithm for the unsaturated seepage model of fracture network. The experimental results, numerical and theoretical results of steady seepage, one-dimensional vertical fissure unsaturated infiltration and indoor two-dimensional transient drainage seepage are compared with rectangular dam, and the validity of the proposed method is verified, according to the principle of flow equivalence. It is pointed out that the application of fracture network model to solving unsaturated seepage problem in continuous medium is effective. It is verified that the algorithm is reliable for solving the problem of rainfall infiltration in fractured slopes, and it is revealed that the inhomogeneity of flow distribution and the occurrence of fractures in the process of rainfall infiltration play an important role in controlling the flow of rainfall infiltration.
【作者單位】: 武漢科技大學資源與環(huán)境工程學院;武漢大學土木建筑工程學院;武漢理工大學資源與環(huán)境工程學院;國家能源局大壩安全監(jiān)察中心;
【基金】:國家自然科學基金資助項目(No.51679173,No.51604195,No.51709207) 湖北省自然科學基金資助項目(No.2015CFA142) 湖北省博士后創(chuàng)新崗位資助項目~~
【分類號】:TU45
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本文編號:1961619
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