›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (2): 735-744.doi: 10.16285/j.rsm.2017.0721
黄诗冰1, 2,刘泉声3,程爱平1, 2,刘艳章1, 2
HUANG Shi-bing1, 2, LIU Quan-sheng3, CHENG Ai-ping1, 2, LIU Yan-zhang1, 2
摘要: 裂隙渗流会引起裂隙周围岩体中的温度场变化,在低温岩体中其影响更为明显;此外,裂隙水与周围低温岩石介质发生热交换会引起裂隙中的水冰相变过程发生,而裂隙水冻结将阻碍裂隙渗流,引起裂隙渗流场的变化。因此,低温下的裂隙岩体水-热相互作用是一个强耦合过程。考虑裂隙中的水冰相变过程和渗流作用,建立了低温冻结条件下裂隙岩体水-热耦合模型;以冻结法施工为例,考察了低温冻结过程中裂隙水渗流对裂隙冻结交圈的影响。研究结果表明:由于裂隙渗流的存在,距裂隙较远处岩石先冻结,裂隙冻结所需时间远大于周围岩石;裂隙宽度和裂隙水压力差都会影响冻结交圈时间,裂隙越宽、水压力差越大,裂隙冻结需要时间越长;随着冻结时间的推进,裂隙水渗流速度逐渐降低,当裂隙冻结后裂隙渗流停止。最后通过构建随机裂隙网络模型,利用所建立的水-热耦合模型考察了裂隙网络渗流对冻结交圈的影响,说明了在冻结法施工中考虑裂隙的重要性。
中图分类号:
TU 452
[1] | 刘阳辉, 胡向东, . 卸载状态下立井冻结壁的力学分析[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 344-350. |
[2] | 王 鹏,许金余,方新宇,王佩玺,刘少赫,王浩宇,. 红砂岩吸水软化及冻融循环力学特性劣化[J]. , 2018, 39(6): 2065-2072. |
[3] | 饶登宇, 白 冰, 陈佩佩, . 基于SPH方法的非饱和多孔介质相变耦合研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(12): 4527-4536. |
[4] | 许 韬,白 冰. 考虑物理性质参数变化的膨润土缓冲材料水-热耦合SPH数值解[J]. , 2018, 39(10): 3853-3862. |
[5] | 黄诗冰,刘泉声,程爱平,刘艳章,. 低温岩体裂隙冻胀力与冻胀扩展试验初探[J]. , 2018, 39(1): 78-84. |
[6] | 严成增. 模拟水压致裂的另一种二维FDEM-flow方法[J]. , 2017, 38(6): 1789-1796. |
[7] | 周晓敏 , 管华栋 , 罗晓青 , 王安保 . 竖井圆形冻结壁弹性设计理论的对比研究[J]. , 2013, 34(S1): 247-251. |
[8] | 胡向东 ,陈 锦 ,汪 洋 ,李伟平 . 环形单圈管冻结稳态温度场解析解[J]. , 2013, 34(3): 874-880. |
[9] | 吉植强,徐学燕. 季节冻土地区人工冻土墙的冻结特性研究[J]. , 2009, 30(4): 971-975. |
[10] | 肖忠华 ,胡向东 ,皮爱如 ,刘瑞锋,. 上海人工二次冻融土无侧限抗压强度研究[J]. , 2006, 27(S1): 497-500. |
[11] | 武亚军 ,杨 敏 ,李大勇 . 大连路隧道联络通道冻土帷幕数值分析[J]. , 2006, 27(3): 487-490. |
[12] | 张社荣,杨璐玲,钟登华. 裂隙岩体渗流场分析及其三维有限元程序设计[J]. , 2005, 26(1): 46-49. |
[13] | 乔卫国,李大勇 ,吴祥祖,. 地铁联络通道冻结监测分析[J]. , 2003, 24(4): 666-669. |
|