裂隙岩体非饱和渗流 裂隙岩体非两层介质渗流模型研讨现状

来源:城市地理 2024年08月24日 19:15

何亚辉

摘要:渗流对裂隙岩体的影响很大,树立裂隙岩体渗流模型对裂隙岩体的渗流机理进行研讨至关重要,且两层介质模型工程适用性较好,因而本文侧重讨论裂隙岩体非两层介质渗流模型。现阶段,裂隙岩体非两层介质渗流模型分为离散裂隙网络模型、等效接连体模型和混合模型,在实践工程中,应依据实践需求,挑选适宜的裂隙岩体渗流模模型。此外,提出了现阶段研讨的缺乏及展望。

要害词:裂隙岩体;渗流;模型;非两层介质

1导言

在岩体工程中,渗流问题尤为杰出,比如矿井涌水、山体滑坡、地上洼陷等。天然岩体经各种杂乱而不均匀的外力效果,结构面发作剪切损坏,结构面散布的随机性使得裂隙岩体具有显着的非均匀、不接连和各向异性等特征,因而进行裂隙岩体渗流模型研讨对研讨裂隙渗流机理具有重要意义。因为非两层介质模型相关于两层介质模型工程适用性更高,本文侧重研讨费两层介质模型。在长辈研讨的基础上,对裂隙岩体非两层介质渗流模型研讨现状进行了讨论,并对将来该范畴的发展趋势进行了展望。

2裂隙岩体非两层介质模型分类

模型的树立依据为不同的假定和适用条件,在实践运用中,应当依据不同的状况挑选不同的概念模型。一般来说,因等效接连体模型有较多的实验和理论基础作为支撑,是现在研讨和运用最多的模型。

2.1等效接连体模型

等效接连体模型可分为三种类型:多孔介质模型、两层介质模型、随机接连体模型。他们的原理不尽相同。

2.1.1多孔介质模型

多孔介质模型首要思维:疏忽单个裂隙的结构,假定裂隙由许多彼此联通的多孔介质组成,使在均匀意义上和计算的视点研讨和描绘其每个点的性质愈加便利。实质上就是将孔隙和裂隙简化为数量许多的多孔介质,这样,孔隙度、渗透性等参数的估量难度就相对降低了。

2.1.2两层介质模型

两层介质模型首要思维:裂隙是流体的最首要的传输通道,多孔基质是流体的首要贮存空间,裂隙的渗透性和多孔基质的孔隙度比多孔基质的渗透性和孔隙度大得多。两个渗流的研讨体系之间彼此独立,可是又存在联络,在进行渗流剖析时,既需求孔隙的参数又需求裂隙的参数。

2.1.3随机接连体模型

随机接连体模型首要思维:把裂隙岩体以一个以非参数目标地质计算学为理论基础的单体随机模型代替,经现场水文地质实验得到模型的参数的计算性质。该模型的实用性很高,运用此模型的时分,要害关键在于丈量实验的标准。

2.2离散裂隙网络模型

尽管曩昔的研讨广泛运用接连体渗流模型,但对有些表征体积单元不存在或存在很大表征体积单元的研讨范畴。为了战胜这个缺点,有人提出了离散裂隙网络模型来模仿裂隙岩体。离散裂隙网络模型的首要思维为:一切的流体在所设定的网络中活动,依据现场数据生成裂隙网络,输入边界条件,求解所生成的網络中的渗流,进而得到计算结果。因为无法对网络进行完好的模仿,所以网络的设定选用计算学的办法,离散裂隙网络模型具有仿真性高、精度好等利益。

2.3混合模型

混合模型模型的规划起点是为了扬长而避短,结合等效接连体模型和离散裂隙网络模型的利益,战胜离散模型在孔隙多时作业量大的特色。该模型的首要思维:关于裂隙密度较大的区域运用等效接连体模型,裂隙密度较小的区域运用离散裂隙网络模型。

3存在的问题及展望

现阶段剖析裂隙岩体渗流模型时接连介质模型经历较为丰厚,大多运用等效接连介质模型,但等效接连介质模型的选用是一个有争议的问题,其有效性不能得到确保。在裂隙岩体渗流的研讨中,还应考虑温度场、应变特性和应力对渗流的影响效果,树立裂隙岩体相应的应力一渗流耦合模型以及温度一渗流耦合模型,这应当是往后裂隙岩体渗流研讨的一个抢手方向。

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