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地下工程流–固耦合模型试验新型相似材料的研制及应用 被引量:88
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作者 李术才 周毅 +5 位作者 李利平 张骞 宋曙光 李景龙 王凯 王庆瀚 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1128-1137,共10页
依托青岛胶州湾海底隧道的现场勘探资料,应用地质力学模型试验的流–固耦合相似理论,通过大量的配比试验,研制出一种由砂、重晶石粉、滑石粉、水泥、凡士林、硅油和适量拌合水组成的新型流–固耦合相似材料(SCVO)。通过大量的室内试验,... 依托青岛胶州湾海底隧道的现场勘探资料,应用地质力学模型试验的流–固耦合相似理论,通过大量的配比试验,研制出一种由砂、重晶石粉、滑石粉、水泥、凡士林、硅油和适量拌合水组成的新型流–固耦合相似材料(SCVO)。通过大量的室内试验,系统地研究不同配比对材料参数的影响规律,确定控制相似材料各性能的主要组分。试验表明,材料的强度和弹性模量主要由水泥和凡士林控制;黏聚力受凡士林影响明显;渗透系数可以通过凡士林和硅油的比例调节;硅油还可以起到保水、提高材料密实度的作用。材料的变形特性和水理特性由不同的成分控制,且相互间影响很小,实现材料性质的全面调控。该材料可以模拟不同渗透性的低强度和中等强度的岩体材料,是一种非常理想的流–固耦合相似模拟材料。并已成功应用于青岛胶州湾海底隧道的地质力学模型试验研究中,力学性能和水理特性均达到试验要求,为试验取得良好结果提供材料保证。 展开更多
关键词 岩石力学 流–固耦合 相似材料 胶结剂 海底隧道 模型试验
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流固耦合应用研究进展 被引量:25
2
作者 郭术义 陈举华 《济南大学学报(自然科学版)》 CAS 2004年第2期123-126,共4页
流固耦合力学是一门新兴学科。本文简要介绍了该学科的典型应用进展情况 ,总结了各种研究中的典型方程、数值解法 。
关键词 流固耦合 数值模拟 展望
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土体劈裂注浆过程的细观模拟研究 被引量:59
3
作者 孙锋 张顶立 +1 位作者 陈铁林 张晓平 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期474-480,共7页
基于散体介质理论的颗粒流分析方法,运用其内置的Fish语言定义流体域,建立了流动方程和压力方程。同时,针对具有凝聚力的致密土体,引入颗粒接触黏结模型,建立能反映颗粒体与流体域耦合作用的土体注浆颗粒流模型。在此基础上,通过数值仿... 基于散体介质理论的颗粒流分析方法,运用其内置的Fish语言定义流体域,建立了流动方程和压力方程。同时,针对具有凝聚力的致密土体,引入颗粒接触黏结模型,建立能反映颗粒体与流体域耦合作用的土体注浆颗粒流模型。在此基础上,通过数值仿真试验,对土体劈裂注浆过程进行细观模拟研究,分别对比了不同注浆压力和不同土体性质下浆体压力扩散及劈裂缝的发生、发展规律。模拟结果表明:注浆压力是影响土体改性效果的主要因素,但实际应用中注浆压力的确定,应以浆脉网络的形成为标志,合理控制最大压力。一定注浆压力下,土体颗粒的粒径比,颗粒间的摩擦系数及颗粒之间的黏结强度等细观参数对土体注浆后的宏观力学行为有比较明显的影响。这些结论与土体劈裂注浆现场试验及理论分析相吻合,验证了颗粒流模拟土体劈裂注浆过程的可行性,对注浆机理有了更深入的理解,研究成果对从微观领域研究注浆理论奠定了基础。 展开更多
关键词 细观模拟 颗粒流 接触黏结模型 流固耦合 劈裂注浆
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水平井“多段分簇”压裂簇间干扰的数值模拟 被引量:53
4
作者 潘林华 张士诚 +2 位作者 程礼军 陆朝晖 柳凯誉 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期74-79,共6页
水平井"多段分簇"压裂是开发低渗透和非常规油气藏的关键技术,能够大幅度提升压裂改造的体积,达到提高油气产量和最终采收率的目的。为了研究水平井"多段分簇"压裂簇间裂缝的干扰规律,基于多孔介质流—固耦合的基... 水平井"多段分簇"压裂是开发低渗透和非常规油气藏的关键技术,能够大幅度提升压裂改造的体积,达到提高油气产量和最终采收率的目的。为了研究水平井"多段分簇"压裂簇间裂缝的干扰规律,基于多孔介质流—固耦合的基本方程,根据损伤力学基本理论,利用零厚度黏结单元模拟压裂过程中压裂裂缝起裂、延伸造成的损伤,建立了低渗透油气藏水平井"多段分簇"压裂裂缝扩展的三维有限元模型。利用该模型研究了射孔簇数、射孔簇间距、储层参数、施工参数等对水平井"多段分簇"压裂簇间裂缝干扰的影响。模拟计算结果表明:射孔簇数和射孔簇间距是影响水平井"多段分簇"压裂簇间裂缝干扰的最大的影响因素。利用该模型对某水平井压裂的射孔簇间距进行了优化,使得该井的油气产量比邻井明显提高,证明了模型对于水平井"多段分簇"压裂优化的可行性和可靠性。 展开更多
关键词 水平井 水力压裂 “多段分簇”裂缝干扰 -固耦合 数学模型 有限单元
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基于流固耦合的车用永磁同步电机水道设计与温度场分析 被引量:50
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作者 王小飞 代颖 罗建 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第A01期22-29,共8页
车用牵引电机的温升直接影响新能源汽车牵引系统的安全性和可靠性,电机温升的准确计算和冷却系统的合理设计,对新能源汽车具有非常重要的意义。本文以一台额定功率20kW的车用永磁同步电机为例,从流速、压差、温升等多方面对比螺旋型、轴... 车用牵引电机的温升直接影响新能源汽车牵引系统的安全性和可靠性,电机温升的准确计算和冷却系统的合理设计,对新能源汽车具有非常重要的意义。本文以一台额定功率20kW的车用永磁同步电机为例,从流速、压差、温升等多方面对比螺旋型、轴向Z字型、径向Z字型三种冷却水道。通过合理的等效和假设,建立整机的3D热仿真模型,基于流固耦合对电机进行热仿真,分析不同工况下电机的温升,通过对比分析不同冷却水流速的电机温升选取电机水道入口的最佳流速。最后以最佳流速作为样机冷却水入口流速进行温升实验,验证仿真分析的正确性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 冷却系统 流固耦合 电机温升 最佳流速
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流固耦合作用下深部煤层气井群开采数值模拟 被引量:42
6
作者 孙可明 潘一山 梁冰 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期994-1001,共8页
针对深部煤层处在较高地应力和孔隙压力环境下,煤层渗透率降低和瓦斯运移表现出非达西渗流及受煤岩体变形耦合作用明显的特点,建立反映深部低渗透煤层特征和瓦斯流动特性的气水两相流流固耦合模型。以耦合模型为基础,通过数值模拟对深... 针对深部煤层处在较高地应力和孔隙压力环境下,煤层渗透率降低和瓦斯运移表现出非达西渗流及受煤岩体变形耦合作用明显的特点,建立反映深部低渗透煤层特征和瓦斯流动特性的气水两相流流固耦合模型。以耦合模型为基础,通过数值模拟对深部低渗透井群开采煤层气进行较系统地研究,得到不同渗透率和不同井群间距条件下开采煤层气的储层压力、气和水产能大小、压降漏斗、水饱和度、甲烷浓度和井群干扰的变化规律,考虑较高地应力储层变形影响的流固耦合模型的模拟结果比不考虑耦合作用的结果偏小,对于深部煤层气开采必须重视耦合作用对产量造成的不利影响,制定合理的生产制度和布井方案,尽可能保证储层渗透特性受弱化的程度最小。研究成果对深部低渗透煤层气开采有重要意义。 展开更多
关键词 数值模拟 流固耦合 井群开采 低渗透 煤层气
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高超声速飞行器流-热-固耦合研究现状与软件开发 被引量:44
7
作者 桂业伟 刘磊 +1 位作者 代光月 张立同 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期87-105,共19页
新一代高超声速飞行器流-热-固耦合问题研究对准确评估与设计飞行器热防护系统结构尤为重要。回顾了高超声速飞行器流-热-固耦合问题的发展历程与现状。从物理含义出发,对高超声速流-热-固耦合问题各学科间的耦合关系以及各自的建模方... 新一代高超声速飞行器流-热-固耦合问题研究对准确评估与设计飞行器热防护系统结构尤为重要。回顾了高超声速飞行器流-热-固耦合问题的发展历程与现状。从物理含义出发,对高超声速流-热-固耦合问题各学科间的耦合关系以及各自的建模方法进行了归纳。对高超声速飞行器流-热-固耦合问题的研究进展,特别是流-热-固多场耦合分析策略/方法进行了总结。从平台框架、功能模块、耦合方法和技术特点等方面,对中国空气动力研究与发展中心自主研发的热环境/热响应耦合计算分析平台(FL-CAPTER)进行了阐述。最后,对高超声速飞行器流-热-固耦合发展所面临的问题和发展趋势进行了讨论。 展开更多
关键词 高超声速 多学科耦合 热-固耦合 流-固耦合 流-热-固耦合
原文传递
煤储层流固耦合渗流的数学模型 被引量:17
8
作者 刘建军 刘先贵 《焦作工学院学报》 1999年第6期397-401,共5页
在煤层气的开采过程中, 煤体的变形与其中流体的流动是相互耦合作用的, 并且煤层气—水两相渗流是普遍现象. 因此对煤层气 水两相流固耦合渗流规律进行研究具有重要的意义. 本文假设煤体变形为弹塑性小变形, 根据弹塑性理论建立... 在煤层气的开采过程中, 煤体的变形与其中流体的流动是相互耦合作用的, 并且煤层气—水两相渗流是普遍现象. 因此对煤层气 水两相流固耦合渗流规律进行研究具有重要的意义. 本文假设煤体变形为弹塑性小变形, 根据弹塑性理论建立其变形方程. 根据达西定律, 给出煤层气 水两相渗流方程, 耦合关系式用实验方法给出. 本文所建立的流固耦合数学模型为进行煤层气开采的计算机模拟打下了理论基础. 展开更多
关键词 流固耦合 应力场 渗流场 弹塑性
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煤层气开采中两相流阶段的流固耦合渗流 被引量:29
9
作者 孙可明 梁冰 王锦山 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2001年第1期36-39,共4页
在考虑气溶于水的情况下,建立了煤层气开采过程中的气、水两相流阶段的渗流场与煤岩体变形场以及物性参数间耦合作用的多相流体流固耦合渗流模型,通过将岩土质点的位移分量引入到渗流场、渗流场中的孔隙流体压力引入到变形场、有效应... 在考虑气溶于水的情况下,建立了煤层气开采过程中的气、水两相流阶段的渗流场与煤岩体变形场以及物性参数间耦合作用的多相流体流固耦合渗流模型,通过将岩土质点的位移分量引入到渗流场、渗流场中的孔隙流体压力引入到变形场、有效应力和孔隙流体压力引入到渗流物性参数中,实现了流固耦合间的相互作用。 展开更多
关键词 气-水两相流阶段 流固耦合 渗流模型 煤层气开采 渗流场 煤岩体 变形场
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特高压干式空心平波电抗器温度场耦合计算与试验 被引量:45
10
作者 姜志鹏 文习山 +3 位作者 王羽 陈瑞珍 曹继丰 陈图腾 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第20期5344-5350,共7页
为了研究特高压干式空心平波电抗器的温升分布特性,该文基于计算流体力学和传热学理论,建立了电抗器稳态流体与固体耦合温度场的数学计算模型。采用有限容积法对三维模型进行稳态流体场与温度场直接求解,获得其温度场分布特性,研究了包... 为了研究特高压干式空心平波电抗器的温升分布特性,该文基于计算流体力学和传热学理论,建立了电抗器稳态流体与固体耦合温度场的数学计算模型。采用有限容积法对三维模型进行稳态流体场与温度场直接求解,获得其温度场分布特性,研究了包封轴向及径向温度分布规律。最后采用光纤测温法对自然对流下的电抗器进行温升测量。对比分析表明,计算与试验结果吻合较好,验证温度场数值计算的合理性和准确性,为特高压干式空心平波电抗器温升监测提供参考。 展开更多
关键词 干式空心平波电抗器 特高压 有限容积法 温度 场:流固耦合 温升试验
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水力压裂三维数学模型研究 被引量:31
11
作者 刘建军 冯夏庭 裴桂红 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第12期2042-2046,共5页
根据渗流力学、岩石力学、传热学、断裂力学知识,建立了油水井三维水力压裂模拟计算的数学模型。模型考虑了压裂液的流变性、支撑剂在压裂缝中的运移、压裂液与储层岩石的热交换以及压裂过程中的流固耦合作用,给出了裂纹扩展和流固耦合... 根据渗流力学、岩石力学、传热学、断裂力学知识,建立了油水井三维水力压裂模拟计算的数学模型。模型考虑了压裂液的流变性、支撑剂在压裂缝中的运移、压裂液与储层岩石的热交换以及压裂过程中的流固耦合作用,给出了裂纹扩展和流固耦合计算的数值解法,通过算例验证了所提出数学模型的合理性。 展开更多
关键词 渗流力学 水力压裂 流固耦合 数学模型 压裂液
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地下工程中的流─固耦合问题的探讨 被引量:24
12
作者 梁冰 孙可明 薛强 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2001年第2期129-134,共6页
叙述了涉及媒岩体一流体相互作用的地下流-固耦合理论的进展概况和流-固耦合作用的基本概念以及存在的工程背景。主要讨论了地下工程中液+固、气-固、气-液-固、热-固-流等耦合作用的机理、建模方法、如系模型、数值分析思路及... 叙述了涉及媒岩体一流体相互作用的地下流-固耦合理论的进展概况和流-固耦合作用的基本概念以及存在的工程背景。主要讨论了地下工程中液+固、气-固、气-液-固、热-固-流等耦合作用的机理、建模方法、如系模型、数值分析思路及方法及未来工程应用中主要存在的问题。研究结果表明,进一步发展地下流-固耦合理论对解决地下工程的一系列问题有着重要意义,多因素耦合分析是今后研究流-固耦合问题的关键。 展开更多
关键词 流固耦合 固体变形 流体渗流 地下工程 数值分析 煤岩体
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流体固体动力耦合分析的有限元法 被引量:30
13
作者 刘云贺 俞茂宏 陈厚群 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2005年第6期1-6,共6页
应用有限元法探讨了流体、固体接触界面由无限接触点对组成,并以接触点对的瞬态接触内力作为待定变量的流体固体动力耦合模型的数值求解方法。分析了流体、固体域插值函数的特点,用二维八节点等参元及流固接触面上的接触点对单元,对流... 应用有限元法探讨了流体、固体接触界面由无限接触点对组成,并以接触点对的瞬态接触内力作为待定变量的流体固体动力耦合模型的数值求解方法。分析了流体、固体域插值函数的特点,用二维八节点等参元及流固接触面上的接触点对单元,对流固耦合系统进行了离散化处理;并采用变分原理推导了反映流体固体动力相互作用机理的接触约束矩阵(或称动力耦合矩阵),建立了有限元控制方程,给出了完整的数值计算方法,研编了动力耦合系统的分析程序。数值计算结果与经典理论解误差很小,验证了动力耦合模型和有限元求解方法的正确性及其较高的计算精度。 展开更多
关键词 流固耦合 数值分析 接触约束矩阵 瞬态动力 变分原理
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柴油机活塞-缸套-冷却水系统固流耦合传热研究 被引量:39
14
作者 陈红岩 李婷 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期37-40,共4页
发动机活塞缸套冷却水组成的固流耦合传热系统涉及固体部件传热有限元(FEA)和计算流体力学(CFD)问题。活塞和缸套被燃气加热同时彼此之间发生固体部件传热,缸套又与冷却水进行对流换热。确定上述固体、流体耦合传热系统的内部边界条件... 发动机活塞缸套冷却水组成的固流耦合传热系统涉及固体部件传热有限元(FEA)和计算流体力学(CFD)问题。活塞和缸套被燃气加热同时彼此之间发生固体部件传热,缸套又与冷却水进行对流换热。确定上述固体、流体耦合传热系统的内部边界条件成为发动机传热研究的难点。采用耦合分析方法将相互作用的固体部件和流体部分作为一个整体进行研究,计算时可只定义系统外部边界条件。在进行有限元固流耦合传热计算方法研究基础上,对135型发动机中活塞缸套冷却水系统进行数值仿真,试验证明计算具有较高的精度。 展开更多
关键词 柴油机 水冷系统传热 有限元 同流耦合
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基于离散介质流固耦合理论的地下石油洞库水封性和稳定性评价 被引量:40
15
作者 李术才 平洋 +4 位作者 王者超 薛翊国 李树忱 王刚 赵建纲 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期2161-2170,共10页
以我国首个大型地下水封石油洞库工程为背景,基于离散介质流固耦合理论,开展地下石油洞库水封性和稳定性评价。通过室内岩石三轴试验和结构面剪切–渗流耦合试验,获得岩石的弹性模量、泊松比和结构面的剪切模量、水力开度等参数。根据... 以我国首个大型地下水封石油洞库工程为背景,基于离散介质流固耦合理论,开展地下石油洞库水封性和稳定性评价。通过室内岩石三轴试验和结构面剪切–渗流耦合试验,获得岩石的弹性模量、泊松比和结构面的剪切模量、水力开度等参数。根据施工巷道开挖过程中围岩变形和水位变化情况,对围岩参数进行反分析,获得较为可靠的洞库围岩参数。综合上述成果,分析地下石油洞库的水封性和稳定性特征。研究发现,在水幕压力为50kPa条件下,该地下水封石油洞库稳定水位位于主洞室上方约60 m,且大于洞内储存介质的压力,满足洞库水封条件;洞库各主洞室位移为9~30 mm,达到洞室稳定相关控制标准;分析8#和9#主洞室边墙附近的水平应力、竖向应力、法向应力和切向应力的变化,并将其划分为3个区域,即松动区、扰动区和未扰动区,其中洞室松动区范围约为6 m。研究为大型地下石油洞库水封性和稳定性评价提供理论依据。 展开更多
关键词 岩石力学 地下石油洞库 水封性 稳定性 离散单元法 流固耦合 剪切–渗流耦合试验 反分析 开挖松动区
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深部开采承压突水机制相似物理模型试验系统研制及应用 被引量:37
16
作者 刘爱华 彭述权 +1 位作者 李夕兵 陈红江 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1335-1341,共7页
研制的深部开采承压突水机制相似物理模型试验系统主要包括模型箱、水平侧压力加载装置、竖向压力加载装置、测量装置及数据自动记录设备。模型试件尺寸为1600mm×800mm×200mm(长×高×宽)。试验系统中,水平侧压力和... 研制的深部开采承压突水机制相似物理模型试验系统主要包括模型箱、水平侧压力加载装置、竖向压力加载装置、测量装置及数据自动记录设备。模型试件尺寸为1600mm×800mm×200mm(长×高×宽)。试验系统中,水平侧压力和竖向压力通过闭路伺服加载装置实现。最大水平侧压力设计为300kN,最大水平位移为100mm。不考虑流-固耦合效应时,试验系统最大竖向压力为300kN;考虑流-固耦合效应时,最大水压力为1.0MPa。测量装置包括用于观测裂缝发生、发展和破坏的体式显微镜,以及基于数字图像分析位移的先进测量设备。在模型箱中根据工程需要按照一定的相似比构建试验模型。该系统可实现深部采矿时复杂应力、水压力及采动影响等联合作用下岩体的受力、变形和破坏过程,以及水的渗流、突变等宏细观运移规律的模拟和测试,进而从理论上分析不同应力场、水压力以及采矿活动本身对采场安全的影响。显然,该装置为深部开采中的岩石力学问题以及矿山突水机制与防治的试验研究与测试工作提供了新的、具有重要作用的平台。 展开更多
关键词 采矿工程 深部开采 突水 相似物理模型试验 伺服加载 流-固耦合
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水力压裂水平裂缝影响参数的数值模拟研究 被引量:39
17
作者 彪仿俊 刘合 +2 位作者 张士诚 张劲 王秀喜 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2011年第10期228-235,共8页
水平裂缝是较浅储层油井水力压裂常见的裂缝形态,大庆油田某主力区块的开发实践证明了该地区的压裂裂缝形态以水平缝为主。将该区块某垂直井周围的储层简化为层状多孔介质,使用ABAQUS软件及其相关的用户子程序接口,建立了相应的三维有... 水平裂缝是较浅储层油井水力压裂常见的裂缝形态,大庆油田某主力区块的开发实践证明了该地区的压裂裂缝形态以水平缝为主。将该区块某垂直井周围的储层简化为层状多孔介质,使用ABAQUS软件及其相关的用户子程序接口,建立了相应的三维有限元模型,模型中包括油井的套管、水泥环、射孔、产层和隔层,分别采用三维流固耦合实体单元和cohesive粘结单元描述岩石和裂缝的行为。模拟了该油井水力压裂水平裂缝的起裂和扩展过程。计算中地层参数和物性参数采用大庆油田的实际数据,计算得到的缝口压力曲线与现场实测结果符合良好,验证了模型的正确性。采用该文的模型计算得到了主要地质和施工参数对水平裂缝扩展的影响规律,这些参数包括水平就地应力差、渗透率、岩石弹性模量、排量和压裂液粘度。 展开更多
关键词 石油工程 水平缝 有限单元法 水力压裂 流固耦合 裂缝扩展 参数影响
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岩溶隧道承压隐伏溶洞突水模型试验与数值分析 被引量:39
18
作者 潘东东 李术才 +6 位作者 许振浩 李利平 路为 林鹏 黄鑫 孙尚渠 高成路 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期828-836,共9页
为研究不同充填水压条件下隐伏溶洞对隧道围岩稳定性的影响,进而揭示溶洞突水致灾机理,利用自主研发的大型三维流固耦合模型试验系统,针对强充填滞后型溶洞突水孕灾模式开展了试验研究,揭示了承压溶洞突水过程位移、应力及渗压的变化规... 为研究不同充填水压条件下隐伏溶洞对隧道围岩稳定性的影响,进而揭示溶洞突水致灾机理,利用自主研发的大型三维流固耦合模型试验系统,针对强充填滞后型溶洞突水孕灾模式开展了试验研究,揭示了承压溶洞突水过程位移、应力及渗压的变化规律,综合模型试验与数值计算各自的优势,开展了不同充填水压下(0.4-1.1 MPa)隧道开挖过程流固耦合数值模拟,对模型试验结果进行补充验证。研究结果表明:溶洞影响范围主要集中于一倍洞径范围内,受溶洞影响普通围岩的应力水平及应力释放量均高于隔水岩体,孔隙水压力消散速度较大,位移变化相对平稳;在隧道开挖阶段,随着溶洞充填水压增大,隔水岩体应力释放率越低,渗透压力整体升高,上升梯度逐渐减小,当溶洞水压高于0.8 MPa时,位移出现明显异常;模型试验水压加载阶段真实再现了隔水岩体破裂突涌水过程,研究结果对于岩溶隧道施工过程突水灾害防控具有指导意义。 展开更多
关键词 强充填溶洞 流固耦合 模型试验 多元信息 数值分析
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库水位升降作用下大型土石混合体边坡流-固耦合特性及其稳定性分析 被引量:36
19
作者 徐文杰 王立朝 胡瑞林 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1491-1498,共8页
以金沙江中游梨园电站坝前大型土石混合体边坡为例,基于精细地质结构模型,研究其在蓄水及库水位骤降过程中的流-固耦合及相应的稳定性变化特征。结果表明:蓄水初期边坡地表变形较为缓慢,当库水位达到某一高程时,其地表变形呈现陡增趋势... 以金沙江中游梨园电站坝前大型土石混合体边坡为例,基于精细地质结构模型,研究其在蓄水及库水位骤降过程中的流-固耦合及相应的稳定性变化特征。结果表明:蓄水初期边坡地表变形较为缓慢,当库水位达到某一高程时,其地表变形呈现陡增趋势;在蓄水初期边坡的稳定性有所下降,当上升至某一临界水位后边坡稳定系数达到最低值,而后随着库水位的上升有所回弹;库水位骤降对边坡稳定性影响较大,且其稳定系数下降随着骤降幅度的增大而增大。这些对于指导实际工程及深化库区土石混合体边坡的研究具有一定的理论意义。 展开更多
关键词 边坡工程 土石混合体边坡 强度折减法 库水位升降 流-固耦合 稳定性分析
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基于散体介质理论的砂土管涌机制研究 被引量:36
20
作者 周健 姚志雄 张刚 《岩石力学与工程学报》 CSCD 北大核心 2008年第4期749-756,共8页
结合小比尺细观模型试验,利用基于散体介质理论的颗粒流方法,考虑流固耦合作用,对砂土管涌的发生发展过程进行模拟。模拟方案跟踪记录管涌发展过程中砂样的孔隙率、流速、颗粒接触数、移动轨迹和流失量等参量的动态变化过程。分析结果表... 结合小比尺细观模型试验,利用基于散体介质理论的颗粒流方法,考虑流固耦合作用,对砂土管涌的发生发展过程进行模拟。模拟方案跟踪记录管涌发展过程中砂样的孔隙率、流速、颗粒接触数、移动轨迹和流失量等参量的动态变化过程。分析结果表明:管涌发展过程中,随着水头增加,颗粒逐渐流失,砂样孔隙率增大,透水性能发生变化,进而影响系统的流速和水头的反应,揭示管涌发展过程中系统几何特性和水力特性的非线性动态变化过程和相互影响特性;颗粒流失量沿渗流方向呈逐渐减小趋势,管涌发展过程中颗粒移动轨迹随机,渗漏通道形成也具随机性,是复杂水土相互作用的结果。颗粒间接触数的剧烈波动揭示管涌发展过程中细颗粒运动剧烈,与粗骨架颗粒进行不断碰撞、分开,而颗粒的流失基本上不影响整个土体的应力场。模拟结果与有关的模型试验结果较吻合,一定程度上验证了该数值方法应用于大变形和流固耦合问题研究的可行性和合理性,所揭示的结果有益于砂土管涌机制的更深入研究。 展开更多
关键词 土力学 散体介质理论 细观模型试验 管涌机制 流固耦合
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