岩体裂隙面粗糙度对其渗流特性的影响研究

• 作者: 徐则民 李邵军 王志良 申林方
• 来源期刊: 岩土工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 岩体裂隙 渗流特性 粗糙度 数值模拟 格子Boltzmann方法
• 年，卷（期）: 2016,（7）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 1262-1268
• 页数: 7页
• 分类号: TU451
• 语种: 中文
• DOI: 10.11779/CJGE201607013

摘要

为了研究岩体裂隙面的粗糙程度与渗流机制间的相互关系，将裂隙沿长度方向均匀分割成若干段，通过设置每一段末端的随机高度，生成两侧对称的粗糙裂隙面。基于格子Boltzmann方法，采用不可压缩流体的D2G9模型，验证了经典的Poiseuille流，计算了不同相对粗糙度岩体裂隙的渗流特性，讨论了裂隙面粗糙度对渗流流态的影响。研究结果表明：裂隙结构壁面对流体的阻碍作用，使得流体在壁面附近的流动产生急剧调整，同时随着裂隙相对粗糙度的增加，在裂隙隙宽急剧变化的部位，局部伴随着旋涡的形成，导致流体内部摩擦阻力作用增大。在单位时间截面渗流流量及每一段平均隙宽相等的条件下，将本数值解与多平行板理论解进行了对比，对于相对粗糙度δ=0.01674的裂隙方案，由于多平行板理论解忽略了粗糙裂隙隙宽变化而引起的局部压降，其裂隙中线处压降产生的最大误差达到15.2%。当相对粗糙度较小时，裂隙中线处的压力与光滑平板流相类似，近似呈线性变化。随着裂隙相对粗糙度增大，压力变化偏离直线方向，且在断面由窄突然变宽的部位，压力变化偏离线性尤为显著。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	徐则民	昆明理工大学建筑工程学院	114	1735	21.0	38.0
2	王志良	昆明理工大学建筑工程学院	43	238	10.0	12.0
3	李邵军	中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室	35	1062	19.0	32.0
4	申林方	昆明理工大学建筑工程学院	32	197	9.0	12.0