考虑剪切接触与碎屑充填的裂隙渗流模型与数值分析

论文摘要

为研究大尺度裂隙内部复杂的渗流规律,综合分析裂隙面粗糙度、初始裂隙宽度、剪切过程裂隙接触面积以及剪切碎屑对渗流的影响,提出一种考虑剪切接触与碎屑充填的裂隙渗流模型并开展多种工况下的数值实验研究。研究结果表明:当裂隙相对接触率低于15%时,等效水力宽度数值计算结果与理论计算结果基本吻合,当裂隙接触面积继续增大,两者计算结果出现较大偏差;当裂隙表面模型增加相同的分形维数时,渗流体积流量减小愈加明显;分形维数为2.4的裂隙模型接触率变化范围为19.3%～29.2%,但稳定体积流量仅为初始状态的0.20%,说明剪切过程裂隙接触面积对渗流的影响与其分布状态密切相关,其影响远大于仅改变裂隙接触面积的影响;渗流方向与剪切位移方向对渗流的影响同样是通过改变裂隙接触分布状态实现,优势导水通道对渗流规律的影响起主导作用;裂隙剪切过程所产生的岩石碎屑对渗流规律存在较大影响,出口流量稳定值分别为未考虑裂隙碎屑充填模型的27.1%和32.4%,且裂隙初始宽度越小,影响越显著。

论文目录

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 潘东东,李术才,许振浩,杜毓超,施雪松,高斌,王文扬

关键词: 大尺度裂隙,数值计算模型,剪切过程,接触面积,剪切碎屑

来源: 中南大学学报(自然科学版) 2019年07期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 山东大学岩土与结构工程研究中心

基金: 国家自然科学基金资助项目(51879153),国家自然科学基金青年基金资助项目(51509147),山东大学基本科研业务费资助项目(2017JC002)~~

分类号: TU45

页码: 1677-1685

总页数: 9

文件大小: 1764K

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