颗粒尺寸及倾角对渗流水压力分布的影响研究

作     者：韩流 舒继森 尚涛 杨国宇 陈涛 李胤达 GERSON S V Tovele HAN Liu;SHU Jisen;SHANG Tao;YANG Guoyu;CHEN Tao;LIYinda;GERSON S V Tovele

作者机构：中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 

出 版 物：《采矿与安全工程学报》 (Journal of Mining & Safety Engineering)

年 卷 期：2021年第38卷第3期

页      面：592-601页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2016YFC0501103) 国家自然科学基金青年科学基金项目(51804298) 国家自然科学基金项目(51774271,51674245) 

主　　题：颗粒尺寸 倾角 渗流试验 水压力 分布规律 

摘      要：为了研究颗粒尺寸及渗流倾角对水压力分布的影响规律,基于水力学基本原理,推导出了结构面渐进贯通过程中的静水压力以及多孔介质连续渗流过程中的渗透力计算方法,揭示了颗粒结构、倾角与水压力的函数关系。设计单因素渗流试验方案,分别以颗粒尺寸和渗流倾角为自变量,以压力水头为因变量,进行了9组循环渗流试验,测定了沿程压力水头。结果表明:渗透力未改变石子、中沙的颗粒排布结构,造成了细沙渗流路径上13^(#)水头管位置出现流沙沉降。沿程压力水头在石子、中沙内部分别呈直角三角形和等腰三角形分布,在细沙内部则呈现连续增长+骤降+水平波动+连续下降的分布规律。峰值压力水头分别出现在石子渗流路径的终点、中沙渗流路径的中点,以及细沙压力水头骤降区的起点。石子、中沙渗流的峰值压力水头△h_(max)与β,sinβ均符合良好的线性关系,细沙渗流的峰值压力水头与倾角符合二次函数关系。散体介质过流断面与底板出水孔透水能力的相对大小是决定压力水头峰值和分布规律的关键因素。