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深埋隧洞涌水预测非达西流模型及数值模拟
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:《岩石力学与工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:U45[建筑科学—桥梁与隧道工程;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏南京210098, [2]河海大学土木与交通学院隧道与城市轨道工程研究所,江苏南京210098
  • 相关基金:教育部新世纪优秀人才支持计划(NECT–07–0253); 科技部“十一五”科技支撑计划项目(2006BAB04A06); 国家自然科学基金资助项目(50579090)
中文摘要:

由于深部岩体具有高温、高地应力、高地下水压等特点,深埋隧洞开挖必然会带来高水力梯度引起的控水断裂高流速非达西流问题。基于单裂隙高流速非达西流试验结果,建立二次型的非达西流本构模型,及非达西流影响系数与渗透率的关系式。通过构建统一的达西–非达西流本构方程,建立达西–非达西流有限元分析方法,采用共轭梯度迭代法,进行非达西流有限元方程的迭代求解。最后将理论与方法应用于深埋隧洞的涌水预测中。通过对比达西与非达西流结果表明,对于裂隙宽度较大情况,采用非达西流理论计算是十分必要的,且断层(发育溶蚀裂隙)的宽度及多条断层的交叉位置等对隧道涌水量具有较大的影响。

英文摘要:

The constitutive model of non-Darcy flow was established based on the laboratory data of high velocity non-Darcy flow through a single smooth parallel-plate fracture, and the determination method of non-Darcy flow influence coefficient was introduced. Generalized constitutive equation for both Darcy and non-Darcy flows was developed. The finite element method based on the generalized Darcy and non-Darcy flows constitutive equation was presented; and the basic iteration steps of non-Darcy flow analysis were performed according to conjugate gradient iterative method. Finally, the above theory and method were applied to the prediction of water inflow in a tunnel. By comparison of the two different calculation results for Darcy and non-Darcy flow theories, the necessity of adopting non-Darcy flow theory was explained. It is also found that the aperture of a big fracture and location of cross point of multiple faults have considerable influences on water inflow in the tunnel.

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期刊信息
  • 《岩石力学与工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国岩石力学与工程学会
  • 主编:冯夏庭
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:rock@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87199250
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6915
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1397/O3
  • 邮发代号:38-315
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国科协优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:75823