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《基于離散單元法的裂隙巖體滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)耦合特性研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文基于離散單元法的裂隙巖體滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)耦合特性研究姓名：王艷麗申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：巖土工程指導(dǎo)教師：李新平20070501摘要目前，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類的工程活動(dòng)日益頻繁，如巖體邊坡的設(shè)計(jì)，水利水電工程的滲流與控制、水庫(kù)誘發(fā)地震的控制、有害核廢料的處置、礦井的疏干降壓排水、石油和地?zé)崮艿拈_發(fā)以及地下水資源的開發(fā)與利用等等，都涉及巖體作用力、巖體地應(yīng)力、地下水滲透力的相互作用及其耦合問題。因此，研究巖體中地下水的活動(dòng)規(guī)律以及滲流場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的耦合問題，已成為巖土工程界普遍關(guān)注的課題，也是一項(xiàng)具有理論研究?jī)r(jià)值和實(shí)際工程應(yīng)用背景的重大課題。本文在充分認(rèn)識(shí)國(guó)內(nèi)外裂隙
2、巖體滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)耦合研究的基礎(chǔ)上，采用理論分析、數(shù)值模擬、工程應(yīng)用相結(jié)合的方法，對(duì)裂隙巖體滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)的相互作用進(jìn)行了全面、深入的研究，主要研究成果如下：(1)總結(jié)和歸納了裂隙巖體滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)耦合的數(shù)學(xué)模型，數(shù)值計(jì)算方法及耦合理論等方面的研究狀況，對(duì)裂隙巖體滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)耦合的等效連續(xù)介質(zhì)模型、離散網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)模型以及雙重介質(zhì)模型的特點(diǎn)和使用條件做了系統(tǒng)闡述和比較，并對(duì)他們的有限元求解方法進(jìn)行了論述，指出了目前研究中存在的問題。(2)介紹了裂隙巖體滲流的基本理論。以Navier--Stokes方程為基礎(chǔ)，推導(dǎo)了立方定律，在此基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出變隙寬裂隙滲流的基本方程，并對(duì)裂隙巖體滲流與
3、應(yīng)力的關(guān)系進(jìn)行了總結(jié)。(3)建立了裂隙巖體滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)耦合的離散元求解模型，并用離散元分析軟件對(duì)單裂隙巖體滲流與應(yīng)力的關(guān)系進(jìn)行了數(shù)值模擬，表明孔隙水壓力的存在且在較小的情況下則相當(dāng)于抵消了一部分側(cè)壓，使閉合量變小。當(dāng)孔隙水壓力逐漸增大并超過某一值時(shí)，裂隙面的法向位移為正，裂隙張開。(4)對(duì)某節(jié)理裂隙巖體庫(kù)岸邊坡蓄水水位升高直至邊坡破壞的過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，對(duì)這一過程中滲流場(chǎng)、位移場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)的變化情況進(jìn)行了詳細(xì)的分析研究，并對(duì)水位6m時(shí)的邊坡采用耦合算法和非耦合算法分別進(jìn)行了計(jì)算，把兩種算法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)果表明：滲流場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)在一定條件下相互影響很大，不考慮耦合的結(jié)果是
4、偏于不安全的。關(guān)鍵詞：裂隙巖體，滲流場(chǎng)，應(yīng)力場(chǎng)，耦合，離散元AbstractAtpresent,withthedevelopmentofeconomy,engineeringactivitiesofhumanbeinghavebecomemoreandmorefrequent,suchasthedesignoftherockslope，thecontroloftheseepageinthewaterconservancyandhydropowerp叫eet,thecontrolofseisminducedbyreservoirs，thedisposalofthehazardousnu
5、clearwaste，thereliefofthewaterpressureandthedrainageofthemineandthedevelopmentofpetroleumandgeothermalenergydevelopmentandutilizationofgroundwaterresources,whichallhasrelationwiththeinteractionoftherockforce，rockstressandthegroundwaterpenetrationandthecouplingofthem．Thereforethecouplinganalysis
6、researchofseepageandstressinfracturedrockmassesisaveryvaluedbutcomplicatedtaskfordiscussion．Thispaperadoptssuchmethodsastheoreticalanalysis,numericalsimulationandengineeringapplicationtoinvestigatethecouplingofstress6eldandseepagefieldinfracturedrockmassesroundlyandthoroughly．Basedontheexisting
7、studiesinthefieldofseepageofrockmassesbothathomeandabroad,themajorresuItsareasfollows：(1)Theexistingachievementsandresearchadvancesofthecouplingoftheseepagefieldandstressfieldinfracturedrockmassesaresummarized．Theadvantagesanddisa
