基于FLAC3D的饱和-非饱和渗流分析

›› 2012, Vol. 33 ›› Issue (2): 617-622.

基于FLAC3D的饱和-非饱和渗流分析

李毅^{1, 2}，伍嘉¹，李坤¹

1. 武汉大学水资源与水电工程国家重点实验室，武汉 430072；2. 武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室，武汉 430072

收稿日期:2010-07-06 出版日期:2012-02-10 发布日期:2012-02-14
作者简介:李毅，男，1988年生，博士研究生，主要从事水工结构工程的研究工作。
基金资助:
国家自然科学基金项目（No. 51079107，No. 51179136）；教育部新世纪优秀人才支持计划（No. NCET-09-0610）。

Saturated-unsaturated seepage analysis based on FLAC3D

LI Yi^{1, 2}, WU Jia¹, LI Kun¹

1. State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science, Wuhan University, Wuhan 430072, China; 2. Key Laboratory of Rock Mechanics in Hydraulic Structural Engineering, Ministry of Education, Wuhan University, Wuhan 430072, China

Received:2010-07-06 Online:2012-02-10 Published:2012-02-14

摘要/Abstract

摘要： 当使用基于有限差分法的FLAC3D计算渗流场时，自由面位置过高，非饱和区渗透系数被定义成常数，这与实际情况不符。运用变单元渗透系数法，对其进行二次开发，并提出了修正的变单元渗透系数法，对非饱和区的渗透系数进行较为严格的理论修正，得出准确的连续光滑的自由面，求解出饱和-非饱和渗流场。利用有限元法与该方法进行对比，论证了该方法的可行性和有效性。提出了附着接触面的方法，解决了三维复杂边界中寻找溢出点的困难；并以实际的三维复杂工程为例，计算了某边坡的渗流场分布情况，经验证，结果准确。研究成果对研究饱和-非饱和渗流以及该软件中与渗流有关的计算具有有指导意义。

关键词: 饱和-非饱和渗流, 渗透系数, 自由面, 复杂边界

Abstract: When using FLAC3D which based on finite difference method (FDM) to calculate the seepage，the seepage surface is higher than the real situation’s and the permeability of unsaturated zone is a constant which is defined by mistakes. An adjusting element permeability method is used to develop the program secondly, and the modified adjusting element permeability method is proposed to correct the permeability of unsaturated zone strictly. After calculation, the exact continuous smooth seepage surface and saturated-unsaturated seepage are obtained. The FEM is used to analyze the seepage contrastively, and the feasibility and effectiveness of the method are validated. The method of attaching interface to downstream side is proposed to solve the problem in which the seepage points are hard to obtain on complicated three-dimensional boundary; then a three-dimensional complicated example is given to calculate the seepage field distribution of a slope; the result is accurate after verifications. The research results are helpful to guide the analysis of saturated-unsaturated seepage and the calculation related to seepage in the program.

Key words: saturated-unsaturated seepage, permeability, free surface, complicated boundary

中图分类号:

O 357.3

李毅，伍嘉，李坤. 基于FLAC3D的饱和-非饱和渗流分析[J]. , 2012, 33(2): 617-622.

LI Yi , WU Jia , LI Kun. Saturated-unsaturated seepage analysis based on FLAC3D[J]. , 2012, 33(2): 617-622.

参考文献

相关文章 15

[1]	李红坡, 陈征, 冯健雪, 蒙宇涵, 梅国雄, . 双层地基水平排水砂垫层位置优化研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 437-444.
[2]	彭家奕, 张家发, 沈振中, 叶加兵, . 颗粒形状对粗粒土孔隙特征和渗透性的影响[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 592-600.
[3]	王刚, 韦林邑, 魏星, 张建民, . 压实黏土三轴压缩变形过程中的渗透性变化规律[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 32-38.
[4]	刘丽, 吴羊, 陈立宏, 刘建坤, . 基于数值模拟的湿润锋前进法测量精度分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 341-349.
[5]	徐浩青, 周爱兆, 姜朋明, 刘顺青, 宋苗苗, 陈亮, . 不同砂−膨润土垂直防渗墙填筑土料的掺量研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 424-430.
[6]	张玉国, 万东阳, 郑言林, 韩帅, 杨晗玥, 段萌萌. 考虑径向渗透系数变化的真空预压竖井地基固结解析解[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3533-3541.
[7]	胡明鉴, 崔翔, 王新志, 刘海峰, 杜韦, . 细颗粒对钙质砂渗透性的影响试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2925-2930.
[8]	李贤, 汪时机, 何丙辉, 沈泰宇, . 土体适用MICP技术的渗透特性条件研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2956-2964.
[9]	范日东, 刘松玉, 杜延军, . 基于改进滤失试验的重金属污染膨润土渗透特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2989-2996.
[10]	余良贵, 周建, 温晓贵, 徐杰, 罗凌晖, . 利用HCA研究黏土渗透系数的标准探索[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2293-2302.
[11]	陶高梁, 吴小康, 甘世朝, 肖衡林, 马强, 罗晨晨, . 不同初始孔隙比下非饱和黏土渗透性试验研究及模型预测[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1761-1770.
[12]	张昭, 程靖轩, 刘奉银, 齐吉琳, 柴军瑞, 李会勇, . 基于土颗粒级配预测非饱和渗透系数函数的物理方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 549-560.
[13]	刘一飞, 郑东生, 杨兵, 祝兵, 孙明祥. 粒径及级配特性对土体渗透系数影响的细观模拟[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 403-412.
[14]	朱长歧, 崔翔, 胡明鉴, 王新志, 唐健健, . 钙质土电导率和渗透性的相关研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 142-148.
[15]	马瑞男, 郭红仙, 程晓辉, 刘景儒, . 微生物拌和加固钙质砂渗透特性试验研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 217-223.

Metrics

Viewed

Full text

Abstract

Cited

Shared

Discussed