本文關(guān)鍵詞：基于立方定律的巖體裂隙非線性流動幾何模型

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【摘要】：巖體裂隙壁面的幾何粗糙會引起其中流體的流動非線性,立方定律在分析此類問題時最為簡便但卻無法適用。旨在基于簡單的立方定律,提出一個能夠有效適用于巖體裂隙幾何粗糙引起非線性流動的分析模型。通過對N-S方程進行量級分析得到了立方定律適用的3個條件:1足夠小的壁面粗糙;2足夠小的隙寬流程比;3較小的流動慣性。這些條件在粗糙巖體裂隙中難以滿足。為了解決這一問題,提出了一個新的粗糙巖體裂隙的離散等效幾何模型,該模型中裂隙被合理地"分割",離散成較短的單元段以使得立方定律的適用條件成立;建立了粗糙單元段的平行板等效方法,從而在粗糙單元段內(nèi)應(yīng)用立方定律(局部立方定律)。借助幾何模型對典型粗糙巖體裂隙進行了離散和數(shù)值模擬,發(fā)現(xiàn)離散后的裂隙與原裂隙在流動行為上呈現(xiàn)極好的相似性。并基于離散裂隙導(dǎo)出了粗糙巖體裂隙非線性流動的流量公式,最后通過不同巖體粗糙裂隙的流動試驗驗證了本模型的正確性。該幾何模型及其流量公式能為真實粗糙巖體裂隙的非線性流動行為分析提供有效手段。
【作者單位】： 中國礦業(yè)大學(xué)(北京)力學(xué)與建筑工程學(xué)院;四川大學(xué);
【關(guān)鍵詞】： 非線性流動 幾何模型 粗糙裂隙 局部立方定律
【基金】：國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973)資助項目(2011CB201201) 中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金資助項目(2015QL06;2010YL06)
【分類號】：TD315
【正文快照】： 在開采地下煤層時,由于采動作用引起覆巖卸壓使得原來在高地應(yīng)力下封閉的裂隙系統(tǒng)重新開啟,同時巖層移動和地應(yīng)力的重分布產(chǎn)生了大量的新生裂隙[1],這些裂隙在巖體內(nèi)部縱橫交錯、相互聯(lián)接,形成了一個復(fù)雜而又廣泛的供流體儲存以及運動的巖體裂隙系統(tǒng),因此采動巖體的流體流動性

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本文編號：602676