考虑分形特征的节理面渗流计算模型

发布时间：2017-08-11 05:13

  本文关键词：考虑分形特征的节理面渗流计算模型

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【摘要】：粗糙表面对节理渗流影响显著,但难以定量描述,几何分形作为描述岩石节理表面形貌特征的一种方法,近年来得到了广泛应用。为了准确表述节理表面粗糙形态对节理渗流的影响,基于节理接触面积和开度,结合节理面分形特征影响,建立节理面水力开度计算分形修正公式。以自然节理试件为原型预制类岩石材料节理试件,通过激光测试获取节理表面三维形貌数据,应用立方体覆盖法计算节理试件的分形维数,并进行剪切 渗流耦合试验,计算剪切试验过程中水力开度变化规律。同时计算节理试件平均开度以及接触面积比在剪切过程中的变化规律,并应用Zimmerman计算公式、Yeo修正计算公式和分形修正公式分别计算节理面的水力开度,将计算结果与实测值进行比较。分析表明:分形修正公式与试验测试值吻合较好,实现了节理面接触面积、节理开度和节理面分形维数的良好耦合,能更为全面地描述节理面的渗流特性,具有较好的适用性。
【作者单位】： 山东科技大学山东省矿山灾害预防控制国家重点实验室培育基地;山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室;长崎大学工学部;
【关键词】： 岩石力学 粗糙节理 分形维数 水力开度 接触面积
【基金】：国家自然科学基金资项助目(51279097,51479108,51009086)
【分类号】：TU452
【正文快照】： 1引言众所周知,长期的地质作用和工程开挖活动等使得岩体中含有大量节理、裂隙,这些结构面成为地下水渗流的主要通道,使节理岩体的渗透特性不同于一般孔隙介质。节理渗流是组成裂隙岩体渗透的基本元件,因此,节理面渗流参数的准确计算尤为重要,近年来也一直为岩石力学和相关工

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本文编号：654360