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基于非稳定渗流随机有限元的隧洞涌水量预测
  • 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]河海大学岩土工程科学研究所,江苏南京210098
  • 相关基金:科技部“十一五”科技支撑计划项目(2006BAB04A06);国家自然科学基金委员会、雅砻江水电开发联合研究基金项目(50579090)
中文摘要:

在隧洞涌水量预测分析中,由于地质条件等不确定性带来岩体介质渗透性的空间变异性,所以渗流场不可避免地具有随机性。于是将岩体介质渗透张量视为三维各向异性空间随机场,并利用三维可分离向量随机场的局部平均法对随机场进行离散,从而得到一系列随机变量来近似描述随机场。然后基于一阶摄动法随机变分原理,推导出了三维非稳定渗流场随机有限元列式,通过对随机有限元列式的求解,得到非稳定渗流的随机渗流场,结合一阶Taylor级数展开随机有限元法,推导出渗流场中流量的均值和方差的计算公式,并编制相应的程序。最后,以一隧洞开挖为算例,进行涌水量的随机预测,并验证所提方法和程序的正确性和可行性。

英文摘要:

In prediction of water inflow in tunnel, the water inflow is generally random because of the spatial variability of permeability in rock mass, so the random analysis of prediction of water inflow is necessary. Thus, the spatial variability of permeability in rock mass is described by regarding permeability tensor as three- dimensional anisotropic random field, and vector separable local average method is adopted for discretion of random field. Then the stochastic finite element governing equations of three-dimensional unsteady seepage are deduced based on random variational principle in first order perturbation method. Furthermore, the three- dimensional unsteady random seepage field can be derived and the formulas of mean and standard deviations of flow rate are deduced combining with the first order Taylor series stochastic finite element method. Finally, some programs are developed for proposed method; and an example for stochastic prediction of water inflow is given. The results indicate that the proposed method is feasible.

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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