›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (9): 3294-3302.doi: 10.16285/j.rsm.2016.2623
熊 峰1,孙 昊1,姜清辉1,叶祖洋2,薛道锐1,刘乳燕1
XIONG Feng1, SUN Hao1, JIANG Qing-hui1, YE Zu-yang2, XUE Dao-rui1, LIU Ru-yan1
摘要: 岩体粗糙裂隙非线性渗透特性是岩体渗流研究的重要课题。针对Javadi所提T模型中亚裂隙中速度恒定这一假设的不足,将其修正为速度与开度成正比的经验关系,考虑黏性压降和局部压降,提出了新的低速下粗糙裂隙非线性渗流模型(MT模型)。为了验证MT模型的正确性,对5种不同粗糙裂隙进行了低流量的饱和渗流试验,将现有模型及MT模型的预测值与试验结果进行对比,分析表明MT模型与试验结果更为吻合,且模型适用于粗糙性系数JRC≤10的低粗糙度裂隙,雷诺数小于1 000的低流速情况。对MT模型进行分析,初步揭露了粗糙裂隙的非线性渗流机制,即小雷诺数下的Darcy流和大雷诺数下的Forchheimer流,并用临界雷诺数区分两种流动行为。分析了裂隙的粗糙度和开度对非线性渗流特性的影响,表明裂隙越粗糙或开度越小,则临界雷诺数越小,非线性作用将越强。提出了临界雷诺数与水力开度和绝对粗糙度的经验关系式,同时指出该关系式适用于JRC≤10的低粗糙度裂隙。
中图分类号:
O 351
[1] | 王珂, 盛金昌, 郜会彩, 田晓丹, 詹美礼, 罗玉龙, . 应力−渗流侵蚀耦合作用下粗糙裂隙渗流特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 30-40. |
[2] | 侯钦宽, 雍睿, 杜时贵, 徐敏娜, 曹泽敏. 结构面粗糙度统计测量最小样本数确定方法[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1259-1269. |
[3] | 夏才初, 喻强锋, 钱 鑫, 桂 洋, 庄小清. 常法向刚度条件下岩石节理剪切−渗 流特性试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 57-66. |
[4] | 王鹏飞, 谭文辉, 马学文, 李子建, 刘景军, 武洋帆, . 不同粗糙度和隙宽贯通充填裂隙 渗流特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3062-3070. |
[5] | 许江, 雷娇, 刘义鑫, 邬君宇, . 充填物性质影响结构面剪切特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4129-4137. |
[6] | 周 辉, 程广坦, 朱 勇, 张春生, 卢景景, 张传庆, 章颖辉, . 基于3D雕刻技术的岩体结构面剪切各向异性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 118-126. |
[7] | 杨圣奇,陆家炜,田文岭,唐劲舟,. 不同节理粗糙度类岩石材料三轴压缩力学特性试验研究[J]. , 2018, 39(S1): 21-32. |
[8] | 陈家瑞,董 云,张 渊,蒋 洋,张继华,何春林,李西蒙,. 考虑倾角与开度的薄基岩裂隙溃沙特性研究[J]. , 2018, 39(S1): 244-250. |
[9] | 李正伟,张延军,张 驰,许天福,. 花岗岩单裂隙渗流传热特性试验[J]. , 2018, 39(9): 3261-3269. |
[10] | 赵婷婷,冯云田,王 敏,王 勇,. 基于改进粗糙表面Greenwood-William 接触模型的离散元方法[J]. , 2018, 39(9): 3440-3452. |
[11] | 陈 琛,冷伍明,杨 奇,金子豪,聂如松,邱 鋆,. 混凝土桩-泥皮-砂土接触面力学特性试验研究[J]. , 2018, 39(7): 2461-2472. |
[12] | 李长俊,陈卫忠,杨建平,刘金泉, . 运营期水下盾构隧道管片接缝张开度变化规律[J]. , 2018, 39(10): 3783-3793. |
[13] | 张文泉,袁久党,王忠昶,朱纪明,. 采动裂隙岩体压剪渗透规律试验研究[J]. , 2017, 38(9): 2473-2479. |
[14] | 宋磊博,江 权,李元辉,杨成祥,冉曙光,王百林,刘 挺,. 基于剪切行为结构面形貌特征的描述[J]. , 2017, 38(2): 525-533. |
[15] | 王昌硕,王亮清,葛云峰,梁 烨,孙自豪,董曼曼,张 楠. 基于统计参数的二维节理粗糙度系数非线性确定方法[J]. , 2017, 38(2): 565-573. |
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