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渗流应力耦合作用下顺倾向层状边坡各向异性渗流特征数值模拟

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吉林大学学报（地球科学版） 2021年第6期51卷 1783-1788页

作者：师文豪杨天鸿苏州科技大学土木工程学院江苏苏州215011 东北大学资源与土木工程学院沈阳110819

渗流场与应力场耦合作用下边坡渗流规律对研究边坡稳定性至关重要,应用基于等效连续介质模型和Louis经验公式建立的各向异性岩体渗流应力耦合模型,对顺倾向层状边坡的各向异性渗流规律进行了模拟分析。研究表明:顺倾向层状边坡中水位降... 详细信息

渗流场与应力场耦合作用下边坡渗流规律对研究边坡稳定性至关重要,应用基于等效连续介质模型和Louis经验公式建立的各向异性岩体渗流应力耦合模型,对顺倾向层状边坡的各向异性渗流规律进行了模拟分析。研究表明:顺倾向层状边坡中水位降深随结构面倾角θ的增大先升高、后降低,呈现两头低、中间高的形态,且越靠近溢出点,结构面倾角对水位降深影响越大;θ约为42°时水位降深最大,潜水面最低,同时渗透各向异性系数达到最大值;顺倾向边坡岩层产状一定时,随着埋深的增加,岩体渗透各向异性系数逐渐减小,裂隙控渗特征由显著到逐渐变弱,表现出向各向同性渗流过渡的趋势。

关键词：层状边坡渗透各向异性系数渗流渗流应力耦合数值模拟

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岩石渗流应力耦合特性研究

岩石力学与工程学报 2005年第14期24卷 2518-2525页

作者：叶源新刘光廷清华大学水利水电工程系北京100084

综合起来,已有岩石渗流应力耦合特性的研究方法有3种:(1)直接通过渗流应力耦合试验得到渗透系数与应力、应变关系的经验公式;(2)根据已有的耦合试验研究的成果设定耦合特性关系式的函数形式,采用力学方法推导函数式中变量的表达式,确定... 详细信息

综合起来,已有岩石渗流应力耦合特性的研究方法有3种:(1)直接通过渗流应力耦合试验得到渗透系数与应力、应变关系的经验公式;(2)根据已有的耦合试验研究的成果设定耦合特性关系式的函数形式,采用力学方法推导函数式中变量的表达式,确定耦合特性关系式;(3)以各类模拟渗透现象的物理模型为基础,利用力学工具建立耦合关系式。根据这3种研究方法对研究成果进行划分,作了较系统的归纳和介绍,对各类成果的合理性及应用情况进行了评述。最后展望了岩石渗流应力耦合特性方面的研究前景和发展方向。

关键词：岩石力学渗流应力耦合渗透系数试验

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分形介质饱和渗流应力耦合数值模拟研究

岩石力学与工程学报 2007年第A01期26卷 2641-2647页

作者：褚卫江徐卫亚河海大学岩土工程研究所江苏南京210098

基于介质骨架、固体颗粒以及水是可压缩的这一假设,推导出饱和的渗流应力耦合控制方程组。采用加权残值法对耦合方程组进行有限元离散,并推导相应的弹塑性矩阵。对耦合计算中的渗透系数分形模型展开讨论,综述采用分形维描述多孔介质和... 详细信息

基于介质骨架、固体颗粒以及水是可压缩的这一假设,推导出饱和的渗流应力耦合控制方程组。采用加权残值法对耦合方程组进行有限元离散,并推导相应的弹塑性矩阵。对耦合计算中的渗透系数分形模型展开讨论,综述采用分形维描述多孔介质和裂隙介质渗透系数方面研究的进展。最后,在给出的固结算例中采用一个较为实用的分形渗透系数模型,该模型可模拟渗透系数随介质变形而变化。数值计算的结果显示出良好的规律性,可以提高对耦合试验观测现象的理解。

关键词：岩石力学渗流应力耦合分形多孔介质有限元列式饱和渗流

基于连续介质离散元的双重介质渗流应力耦合模型

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岩石力学与工程学报 2011年第5期30卷 951-959页

作者：刘洋李世海刘晓宇中国科学院力学研究所北京100190

为模拟边坡在库水涨落和降雨作用下的渐进破坏过程,发展基于连续介质离散元的双重介质渗流应力耦合模型。它分为固体计算模型、孔隙渗流应力耦合模型和裂隙渗流应力耦合模型3个部分。固体计算模型能够反映地质体的破坏规律,可以模拟从... 详细信息

为模拟边坡在库水涨落和降雨作用下的渐进破坏过程,发展基于连续介质离散元的双重介质渗流应力耦合模型。它分为固体计算模型、孔隙渗流应力耦合模型和裂隙渗流应力耦合模型3个部分。固体计算模型能够反映地质体的破坏规律,可以模拟从连续到非连续的破坏过程;孔隙渗流应力耦合模型可以方便地计算出自由水位线(浸润线)的位置;裂隙渗流应力耦合模型可以避免由于不连通裂隙(孤立裂隙)存在所导致的收敛性问题;假设只考虑库水涨落和降雨的最终状态,裂隙渗流产生的水头分布和由库水涨落所引起的水头改变作为孔隙渗流的变边界条件,从而实现孔隙渗流场和裂隙渗流场的耦合。典型算例计算结果表明,基于连续介质离散元的双重介质渗流应力耦合模型对于库区古滑坡的研究是很有效的。

关键词：数值模型基于连续介质离散元双重介质模型渗流应力耦合动态松弛技术

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岩体离散裂隙网络渗流应力耦合分析

应用基础与工程科学学报 2012年第2期20卷 253-262页

作者：张彦洪柴军瑞西安理工大学水利水电学院陕西西安710048 甘肃农业大学水利水电工程系甘肃兰州730070

裂隙渗流具有沿裂隙网络做定向移动的特点,用非连续介质方法分析裂隙岩体渗流应力耦合更符合工程实际.本文以人工模拟的随机裂隙网络为对象,应用离散裂隙网络模型和节理单元模型,以裂隙开度变化为纽带,同时考虑渗透静水压力和动水压力... 详细信息

裂隙渗流具有沿裂隙网络做定向移动的特点,用非连续介质方法分析裂隙岩体渗流应力耦合更符合工程实际.本文以人工模拟的随机裂隙网络为对象,应用离散裂隙网络模型和节理单元模型,以裂隙开度变化为纽带,同时考虑渗透静水压力和动水压力的影响,研究水位变化条件下裂隙岩体渗流应力耦合特性.算例表明,考虑耦合作用时,岩体内部结点水头、结点应力和岩体渗流量会发生相应改变.岩体中水头大的裂隙段,耦合作用更加明显.在高坝工程岩体渗流分析和岩体稳定评价计算中,应当考虑渗流应力的耦合作用.

关键词：岩体力学渗流应力耦合裂隙开度离散裂隙网络模型裂隙岩体

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软土隧道盾构出洞灾害的渗流应力耦合分析

岩土力学 2010年第S1期31卷 383-387页

作者：魏纲郭志威魏新江陈伟军浙江大学城市学院土木工程系杭州310015 河南省交通科学技术研究院有限公司郑州450006 浙江大学岩土工程研究所杭州310058

对盾构出洞口涌水涌砂灾害问题作了分析。利用Midas-GTS软件,建立了盾构出洞施工的有限元模型。考虑盾构出洞施工的渗流-应力耦合效应,研究了盾构工作井外加固土体前方高水位工况下,地下水绕加固土体下卧土层的渗流规律以及加固土体前... 详细信息

对盾构出洞口涌水涌砂灾害问题作了分析。利用Midas-GTS软件,建立了盾构出洞施工的有限元模型。考虑盾构出洞施工的渗流-应力耦合效应,研究了盾构工作井外加固土体前方高水位工况下,地下水绕加固土体下卧土层的渗流规律以及加固土体前方原状土的沉降规律。研究结果表明,在假定井外加固土体完全隔水情况下,洞门涌水涌砂灾害的发生与否受到土体加固长度、井外地下水等因素影响;土体加固长度的增加对工程安全有利,但成本较高;地下水位的降低能有效减小盾构出洞洞门涌水灾害的发生,需综合考虑工程安全性、经济性和工期等来确定合理的施工参数。

关键词：盾构出洞渗流应力耦合土体加固地下水位

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渗流应力耦合作用下深基坑开挖变形性状分析

水电能源科学 2013年第5期31卷 126-129,83页

作者：李体康王媛河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210098 河海大学土木与交通学院隧道与城市轨道工程研究所江苏南京210098

鉴于地下水渗流作用影响下的基坑工程失稳破坏是地下水位埋深较浅的软土地区常遇的重要工程灾害之一,基于渗流应力耦合理论和修正剑桥模型(MCC),借助大型有限元软件ABAQUS,考虑基坑的降水及开挖工序,结合某工程算例探讨了深基坑的变形性... 详细信息

鉴于地下水渗流作用影响下的基坑工程失稳破坏是地下水位埋深较浅的软土地区常遇的重要工程灾害之一,基于渗流应力耦合理论和修正剑桥模型(MCC),借助大型有限元软件ABAQUS,考虑基坑的降水及开挖工序,结合某工程算例探讨了深基坑的变形性状,主要分析了基坑周边的渗流场变化、地面沉降、开挖面土体隆起及围护结构的挠曲。结果表明,未考虑渗流应力耦合作用的结果偏于不安全,考虑渗流应力耦合作用可更准确地反映基坑渗流与变形情况。

关键词：井点降水深基坑渗流应力耦合变形

考虑水致劣化效应的库岸滑坡非饱和渗流应力耦合分析

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地质科技通报 2022年第6期41卷 113-122页

作者：姜自华王环玲河海大学岩土工程研究所南京210098

水对岩土体的力学参数存在明显的劣化效应。开展了不同含水率条件下滑坡堆积体三轴力学试验,建立了饱和度和力学参数之间的经验方程;对建立的经验方程进行了二次开发,通过饱和度和力学参数的耦合,实现了库水位实时变动过程中考虑岩土体... 详细信息

水对岩土体的力学参数存在明显的劣化效应。开展了不同含水率条件下滑坡堆积体三轴力学试验,建立了饱和度和力学参数之间的经验方程;对建立的经验方程进行了二次开发,通过饱和度和力学参数的耦合,实现了库水位实时变动过程中考虑岩土体力学参数变化对滑坡稳定性的影响,克服了库水位变动过程中岩土体物理力学参数不能随库水入渗变化的局限性。通过云南省兰坪县大华滑坡在库水位变动环境下的模拟结果和现场监测数据的比对,验证了考虑岩土体力学参数水致劣化效应的合理性,并对大华滑坡考虑水致劣化效应的变形演化规律进行了工程应用。

关键词：水动力型滑坡水致劣化饱和度饱和-非饱和渗流渗流应力耦合大华滑坡

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考虑瓦斯解吸影响的煤渗流应力耦合模型

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2010年第4期29卷 533-536页

作者：赵全胜李其廉黄鹂河北科技大学建筑工程学院河北石家庄050018

为了模拟瓦斯解吸引起的煤基质收缩对煤层瓦斯抽放的影响,采用数值计算方法建立了考虑瓦斯解吸影响的煤岩渗流应力耦合数学模型。并对Seidle模型不考虑有效应力对渗透率影响的缺陷提出了改进,开发了相应的数值计算程序,并对数值计算程... 详细信息

为了模拟瓦斯解吸引起的煤基质收缩对煤层瓦斯抽放的影响,采用数值计算方法建立了考虑瓦斯解吸影响的煤岩渗流应力耦合数学模型。并对Seidle模型不考虑有效应力对渗透率影响的缺陷提出了改进,开发了相应的数值计算程序,并对数值计算程序的可靠性做了验证。数值算例按考虑和不考虑瓦斯解吸影响两种工况分析了一个试井的瓦斯抽放过程,结果表明:瓦斯解吸诱发的煤基质收缩会较大提高煤岩的渗透率,在瓦斯抽放数值计算中应予以考虑;建立的改进Seidle模型能很好地模拟有效应力和瓦斯解吸对煤岩渗透率的影响。

关键词：解吸瓦斯抽放渗流应力耦合改进Seidle模型