基于LBM-IMB-DEM分析岩土多孔介质的渗透淤堵特性

• 作者: 金磊 曾亚武 程涛 李晶晶
• 来源期刊: 岩土工程学报
• 关键词: 渗透淤堵 渗流-颗粒耦合 格子Boltzmann方法(LBM) 离散单元法(DEM) 岩土多孔介质
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 论文|PAPERS
• 页码范围: 909-917
• 页数: 9页
• 分类号: TU43
• 语种: 中文
• DOI: 10.11779/CJGE202105015

摘要

岩土多孔介质中发生的渗透淤堵本质上是渗流与颗粒耦合作用的结果.开发了适用于岩土渗流-颗粒耦合模拟的格子Boltzmann方法-浸入运动边界-离散元法(LBM-IMB-DEM)数值计算平台并对岩土多孔介质的渗透淤堵过程开展了孔隙尺度的模拟,分析了多孔介质骨架颗粒分布、骨架颗粒粒径、孔隙率、骨架颗粒定向性及水压力等因素对其渗透淤堵特性的影响.结果表明:多孔介质中骨架颗粒的空间分布不同,其渗透淤堵特性也有所区别;多孔介质的骨架颗粒粒径或孔隙率越小,淤堵后的滞留颗粒越多,淤堵越严重;骨架颗粒定向性对淤堵特性有一定影响,当骨架颗粒为条形且其长轴与流动方向垂直时淤堵最为严重;随水压力增大,淤堵后滞留颗粒在多孔介质中的分布更趋于分散,淤堵更为严重;岩土多孔介质渗透淤堵的程度与其淤堵前的渗透性密切相关,透水性强的多孔介质相对不易发生淤堵.