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  • 【期刊】 覆岩采动裂隙网络分形演化规律研究

    刊名:能源与环保 作者:许刚刚 关键词:裂隙网络 ; 采动覆岩 ; 分形维数 ; 定量描述 机构:中煤科工集团西安研究院有限公司 ; 中煤科工集团西安研究院有限公司 年份:2017
    摘要:为了定量研究覆岩采动裂隙场演化规律,基于UDEC离散元的数值模拟方法,应用非线性分形几何理论,研究了采动岩体裂隙随开采宽度变化的动态演化规律.研究表明:采动覆岩裂隙的形成、发育与分布具有自相似性和分形特征,用分形维数可以定量描述采动岩体裂隙网络演化特征;随着采宽的增大,采动岩体分形裂隙网络的分形维数总体呈现增大的趋势,但不同阶段的增加幅度不同,根据增长幅度的大小分为2个阶段;第1阶段分形维数迅速上升,呈对数关系,为迅速升维阶段;第2阶段分形维数呈线性缓慢增长趋势,为缓慢升维阶段.研究成果为采动覆岩裂隙定量描述提供一定的理论与实践基础.
  • 【期刊】 裂隙网络非连续介质渗流影响数值分析

    刊名:黑龙江水利科技 作者:胡克梅 关键词:裂隙网络 ; 非连续介质 ; 渗流理论 ; 数值分析 机构:龙江县水务局水土保持站 ; 龙江县水务局水土保持站 年份:2018
    摘要:随着工程活动的不断发展,工程安全性和地质环境的相互影响愈发的紧密,研究在复杂地质环境下岩土体的相互作用关系显得十分重要。文章对裂隙岩体模型和裂隙网络非连续介质渗流进行有限元分析,应用渗流程序进行连通裂隙网络模拟并结合工程算例计算裂隙网络渗流结果和稳定性核定,成果对于解决复杂裂隙网络的模拟和相关渗流计算具有一定的参考价值。
  • 【期刊】 裂隙网络非连续介质渗流影响数值分析

    刊名:黑龙江水利科技 作者:胡克梅 关键词:裂隙网络 ; 非连续介质 ; 渗流理论 ; 数值分析 机构:龙江县水务局水土保持站 ; 龙江县水务局水土保持站 年份:2018
    摘要:随着工程活动的不断发展,工程安全性和地质环境的相互影响愈发的紧密,研究在复杂地质环境下岩土体的相互作用关系显得十分重要.文章对裂隙岩体模型和裂隙网络非连续介质渗流进行有限元分析,应用渗流程序进行连通裂隙网络模拟并结合工程算例计算裂隙网络渗流结果和稳定性核定,成果对于解决复杂裂隙网络的模拟和相关渗流计算具有一定的参考价值.
  • 【期刊】 重复采动覆岩裂隙网络演化分形特征

    刊名:辽宁工程技术大学学报:自然科学版 作者:李树刚 ; 秦伟博 ; 李志梁 ; 丁洋 ; 林海飞 关键词:李树刚 ; 秦伟博 ; 李志梁 ; 丁洋 ; 林海飞 ; 重复采动 ; 裂隙 ; 物理模拟 ; 图像分析 ; 分形维数 ; 重复采动覆岩裂隙网络演化分形特征 机构:西安科技大学能源学院 ; 西安科技大学能源学院 年份:2016
    摘要:为研究重复采动下覆岩裂隙演化规律,以同煤集团煤峪口煤矿410盘区为地质原型,利用物理相似材料模拟实验模拟近距离煤层重复采动覆岩裂隙发育发展演化过程,运用分形几何理论研究重复采动条件下,覆岩裂隙网络分形特征.实验结果表明:随着开采宽度的增大,上层开采裂隙分形维数随之变大,其增幅随着宽度增加逐渐变小;而下层开采裂隙分形维数与开采宽度呈抛物线变化关系;开采采场覆岩裂隙上层煤分形维数与工作面前方支承压力峰值满足Freundlich方程,而与切眼附近支承压力峰值满足Langmuir方程,下层煤关系不明显;覆岩“三带”裂隙网络具有很好的自相似性,上层回采完裂隙带、冒落带分形维数比为1.0575:1;而下层煤为1.024:1.
  • 【期刊】 基于加权Voronoi图法的土表裂隙网络模拟方法

    刊名:科学技术与工程 作者:陶凯 ; 王媛 ; 冯迪 ; 吴成龙 关键词:裂隙网络 ; 膨胀土 ; 分布参数 ; 加权Voronoi图法 机构:水文水资源与水利工程科学国家重点实验室河海大学土木与交通学院 ; 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室河海大学土木与交通学院 年份:2017
    摘要:膨胀土在气候作用下产生的裂隙网络会对边坡等工程构筑物稳定产生不利影响。在室外环境下进行了膨胀土开裂试验,采用数码摄影和数字图像处理技术,获取了实际膨胀土表二维裂隙网络图像。利用Matlab编制程序提取膨胀土表面裂隙网络图像中土体块区形心坐标、裂隙隙宽分布及块区面积分布等参数,并计算裂隙率。基于加权Voronoi图法重新构建土表二维裂隙网络。经检验,基于加权Voronoi图法模拟的二维裂隙网络的分布参数与实际较为接近,验证了该方法在膨胀土表二维裂隙网络生成应用中的可行性,为研究带裂隙膨胀土的力学性质和渗流特性提供有效的模型基础。
  • 【期刊】 基于离散裂隙网络模型的边坡渗流研究

    刊名:水力发电 作者:杨宝风 关键词:裂隙网络 ; 边坡 ; 渗流 ; 离散元 年份:2015
    摘要:以渗流立方定理、质量守恒定理和水流不可压缩假设为基础,对岩体裂隙网络及裂隙岩体的渗流机理进行合理简化和假设,利用Monte-Carlo方法随机生成具有一定分布规律的裂隙几何信息,通过净化处理最终建立裂隙渗流网络模型,并用PCG算法和Fortran语言开发相应的计算程序,对具有复杂裂隙网络的边坡进行渗流计算分析,获得有排水和无排水2种条件下裂隙边坡的渗流规律,为研究岩石裂隙边坡的渗流-应力耦合效应和边坡稳定性分析提供参考。
  • 【期刊】 基于离散裂隙网络模型的隧道涌水量预测

    刊名:山东大学学报(工学版) 作者:包建业 ; 王静 关键词:裂隙网络 ; 涌水量 ; 回归方程 ; 动态预测 ; 隧道 机构:内蒙古建筑职业技术学院市政与路桥工程学院 ; 内蒙古建筑职业技术学院市政与路桥工程学院 年份:2016
    摘要:通过建立不同赋存水体深度、不同隧道直径和不同开挖距离等共96个复杂裂隙网络数值模型,计算通过隧道掌子面的涌水量,拟合预测隧道涌水量的多参数回归方程。结果表明,流体的主要流动路径由连接入口边界和出口边界的连通裂隙组成。组成主要流动路径的裂隙内的流速最大;离连接入口边界和出口边界的连通裂隙越远,裂隙内的流速越小;水体较浅时,涌水量与开挖距离具有幂函数关系;水体较深时,涌水量与开挖距离具有线性关系;对隧道涌水量影响程度由高到低的影响因素依次为隧道直径、水体深度、开挖距离。隧道涌水量的预测结果和数值计算结果能很好吻合,验证了该回归方程具有普适性,可对节理发育岩体内隧道涌水量进行动态预测。
  • 【期刊】 岩体离散裂隙网络的非饱和渗流数值分析

    刊名:岩土力学 作者:叶祖洋 ; 姜清辉 ; 刘艳章 ; 程爱平 ; 胡少华 ; 孙辅庭 关键词:裂隙网络 ; 非饱和 ; 渗流 ; 有限元 机构:武汉科技大学资源与环境工程学院 ; 武汉科技大学资源与环境工程学院 ; 武汉大学土木建筑工程学院 ; 武汉理工大学资源与环境工程学院 ; 国家能源局大坝安全监察中心 年份:2017
    摘要:针对裂隙岩体的非饱和渗流问题,基于离散裂隙网络模型并结合非饱和Darcy定律、Richards方程、非饱和本构模型以及Signorini型饱和-非饱和互补溢出边界,提出了离散裂隙网络非饱和渗流问题的数学模型。采用有限单元法建立了裂隙网络非饱和渗流模型的数值求解格式和对应的迭代算法。通过与矩形坝稳定渗流、一维竖直裂隙非饱和入渗以及室内二维瞬态排水渗流的试验、数值及理论结果对比分析,验证了文中算法的有效性;根据流量等效原则,指出了裂隙网络模型应用于求解连续介质非饱和渗流问题的有效性。验证了该算法对于求解裂隙边坡降雨入渗问题的可靠性,揭示了降雨入渗过程裂隙网络流量分布的非均匀性及裂隙产状对降雨入渗流动具有重要的控制作用。
  • 【期刊】 裂隙网络对坡面流及土壤水分入渗影响

    刊名:灌溉排水学报 作者:朱磊;尤今;陈玖泓; 关键词:裂隙网络;;坡面流;;土壤水分;;入渗 机构:宁夏大学土木与水利工程学院 ; 宁夏大学土木与水利工程学院 ; 旱区现代农业水资源高效利用教育部工程研究中心 年份:2017
    摘要:为研究裂隙对坡面流及土壤水分入渗的影响,通过染色示踪试验,对染色示踪图像进行二值化处理,提取出各像素点染色信息。对染色信息及试验数据处理得到径流量、土壤水分入渗量等参数,进而分析裂隙网络对入渗深度、染色面积、坡面流及土壤水分入渗的影响。结果表明,裂隙网络的存在减小了坡面径流系数,增大了降雨入渗系数;较无裂隙试验相比,50 mm/h雨强下裂隙试验平均径流系数减小了0.42,降雨入渗系数增大了0.53;30 mm/h雨强裂隙试验平均径流系数减小了0.15,降雨入渗系数增大了0.38。裂隙网络的存在增大了剖面的入渗深度、染色面积;较无裂隙试验相比,50 mm/h雨强下裂隙试验平均入渗深度增大了21.34 cm,平均染色面积增大了36.0%;30 mm/h雨强下裂隙试验平均入渗深度增大了5.70 cm,平均染色面积增大了9.5%。
  • 【期刊】 岩体裂隙网络渗流变水温影响分析

    刊名:岩土力学 作者:徐维生 ; 周创兵 关键词:岩体裂隙网络 ; 渗流 ; 子结构法 ; 变水温 ; 温度偏流效应 机构:武汉大学水资源与水电工程国家重点实验室 ; 武汉大学水资源与水电工程国家重点实验室 ; 武汉大学水利水电学院 ; 长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室 年份:2014
    摘要:考虑岩体裂隙渗流变水温影响,推导单裂隙变水温水流近似解析解和有限元解,在此基础上分别建立裂隙二维网络变水温渗流数值求解方程,分别对应裂隙网络变水温渗流分析的近似解析法和子结构法。分析变温水流运动规律发现:(1)单裂隙内水流水头与水力坡降成非线性关系,当水流由高温区向低温区流动时,水头分布曲线为凸曲线,此时按线性渗流简化水头整体偏小;当由低温区向高温区流动时,水头分布曲线为凹曲线,此时按线性渗流简化水头整体偏大。(2)单裂隙内,高水温处水力坡降小,低水温处水力坡降大;裂隙平均水温越高,流速越快;裂隙网络内存在与裂隙宽度相似的温度偏流效应,即交叉节点水流有偏向水流温度高的裂隙流动的趋势。在温度较高和温度梯度较大的区域,应该考虑水流温度变化对渗流场的影响。
  • 【期刊】 大开度裂隙网络内非线性两相渗流的数值研究

    刊名:岩石力学与工程学报 作者:张燕 ; 周轩 ; 叶剑红 关键词:裂隙网络 ; 岩石力学 ; 两相流 ; 大开度裂隙 ; 非线性渗流 ; N-S方程 ; OPENFOAM 机构:[1]武汉理工大学资源与环境工程学院 ; [1]武汉理工大学资源与环境工程学院 ; [2]中国科学院武汉岩土力学研究所 年份:2018
    摘要:裂隙渗流对矿产地下巷道开采、水电洞室开挖等工程具有重要的不利影响。当围岩扰动裂隙带内的裂隙开度较大,且与中~高压含水地层发生水力连通,就会形成高速非线性渗流导致的涌水、突水等灾害。前人对裂隙岩体渗流开展了卓有成效的研究工作,但基本上都针对单裂隙或简单交叉裂隙,以及采用简化的适用于低速层流的立方定律来描述渗流过程;对复杂裂隙网络、裂隙粗糙度、高速非线性渗流、局部湍流等问题有待于进一步开展工作。本文采用两相流理论,利用计算流体动力学开源软件平台Open Foam为研究工具,系统地研究包含大开度裂隙网络的岩体内部的高速非线性渗流的过程特征。计算结果精细地捕捉到了大开度裂隙网络高速渗流的进水、驱气、出水过程;揭示了渗流速度的分布、变化特征。同时还确认裂隙渗流中边界层的存在,给出边界层内的黏性剪应力、渗流雷诺数、渗流耗能以及等效渗透系数的量级。研究表明,采用两相流理论精细求解米级尺度的裂隙岩体内的非线性渗流过程是可行的。
  • 【期刊】 一种孔隙裂隙网络模型及页岩气渗流模拟

    刊名:地下空间与工程学报 作者:邓世冠 ; 鲁力 ; 刘海娇 ; 张旭辉 ; 鲁晓兵 关键词:致密岩土 ; 孔隙裂隙网络 ; 页岩气 机构:中国科学院力学研究所 ; 中国科学院力学研究所 ; 中国矿业大学理学院 年份:2015
    摘要:致密油气藏的开采是我国未来能源的主要来源,这种油气藏的低渗和特低渗特点是开采的关键问题之一。为了模拟含孔隙裂隙的致密油气藏中的低渗和特低渗问题,本文首先建立了适于致密岩土介质中渗流模拟的准静态孔隙裂隙双重网络模型,然后分析了一些渗流特性如滑脱效应,并以页岩气开采为例进行了渗流及产量特征模拟。所建模型中较大的孔隙裂隙中的流动采用Poiseuille流,小的孔隙裂隙中的流动采用Forchheimer方程描述。模型中建立了根据孔隙网络计算结果得到宏观渗流参数如含水饱和度、绝对渗透率等参数的方法。通过计算获得了页岩气开采过程中"剩余储量—压力曲线"、"流量-时间"曲线。结果表明,游离气储量的下降和压力梯度有关,以及在无吸附气快速解析时,产量呈指数快速下降的结论。
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