考虑壁面浸润性的光滑岩体微裂隙渗流特性数值模拟研究

• 作者: 李泽 李腾风 王志良 王鹏宇 申林方
• 来源期刊: 工程力学
• 学科: 工学
• 关键词: 格子Boltzmann方法 Shan-Chen伪势模型 浸润性 微裂隙 渗流特性
• 年，卷（期）: 2020,（7）
• 所属期刊栏目: 土木工程学科
• 页码范围: 168-176
• 页数: 9页
• 分类号: TU452
• 字数: 4609字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.09.0499

摘要

在工程岩体中存在大量的微裂隙,由于隙宽尺寸微小,其壁面浸润性显著影响着流体在裂隙内的运动特性.为此,基于Shan-Chen伪势模型的格子Boltzmann方法,建立了光滑岩体微裂隙渗流的数值模型,并结合蒸汽中的悬浮液滴和壁面接触角的模拟,证明了该模型的有效性.最后,考虑壁面浸润性、裂隙隙宽、压力梯度及流体黏滞性等因素的影响,研究了重力驱动下光滑岩体微裂隙的渗流特性.研究结果表明:疏水壁面对附近流体的排斥作用产生加速效果,而亲水性壁面则产生阻碍作用,从总体变化趋势看,疏水壁面对微裂隙渗流的影响比亲水壁面更加显著.随着微裂隙隙宽的减小,其壁面浸润性对渗流流速的影响逐渐增大,且壁面亲/疏水性越强,隙宽对其渗流特性的影响越突出.裂隙的平均渗流流速随压力梯度的增加而增大,两者呈线性关系,且壁面疏水能力越强,其直线斜率越大.此外,流体的运动黏度越大,其流动阻力也越大,从而导致微裂隙渗流的平均流速越小,且流体的运动黏度与平均渗流流速呈反比例关系.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王志良	昆明理工大学建筑工程学院	43	238	10.0	12.0
2	李泽	昆明理工大学建筑工程学院	22	72	7.0	7.0
3	申林方	昆明理工大学建筑工程学院	32	197	9.0	12.0
4	王鹏宇	昆明理工大学建筑工程学院	8	17	3.0	4.0
5	李腾风	昆明理工大学建筑工程学院	2	0	0.0	0.0