一、岩体三维主干裂隙网络渗流模型（论文文献综述）
王俊奇,刘博伟,岳潇[1]（2022）在《管单元用于缩减岩体渗透张量计算规模》文中进行了进一步梳理为探讨裂隙空间渗流的优势路径、在满足精度的前提下减少计算量并使模型更具实用价值,根据实测结构面资料,采用圆盘模型,生成与现场岩体具有相同统计特征的三维裂隙网络,将渗流渠道简化为一维管单元模型,研究分组排列和全排列两种方式缩减计算规模对渗透张量和表征单元体（representative elementary volume, REV）大小的影响。并用某工程数据校核缩减规模效应。结果显示:采用全排列方式缩减误差相对较小;当计算规模缩减达到70%时,基本不改变渗透张量的精度;裂隙岩体的渗透张量REV尺寸会随缩减规模的增加有所增大。可见确实存在由直径较大裂隙控制渗流特性的主干裂隙网络骨架,计算时缩减裂隙网络规模到一定程度,仍然可以保证渗透张量具有足够的精度。
黄庭威[2]（2021）在《裂隙岩体REV尺寸及等效渗透系数影响因素研究》文中研究指明裂隙岩体的渗流对地下工程的安全性至关重要。在现场应用中等效连续方法是研究裂隙岩体渗流最常用的方法之一。由于裂隙分布的随机性和裂隙的各向异性,宏观上并不一定存在表征单元体（REV）,且裂隙岩体不一定能满足渗透张量特性,等效连续方法研究裂隙岩体渗流的适用性机理目前尚不完全清楚。鉴于裂隙的密度、迹长、方位角、粗糙度是影响裂隙岩体REV尺寸与渗透特性的重要因素,本文开发了二维裂隙网络的渗流程序,分别开展了裂隙密度、迹长、粗糙度对裂隙岩体REV尺寸及其渗透特性的影响研究。取得的主要研究成果和结论如下:（1）根据已知几何参数分布信息,基于蒙特卡罗方法,生成了二维离散裂隙网络。根据广度优先算法,绘制了裂隙的主干网络,探究了不同统计分布对裂隙网络裂隙连通率和连通裂隙率的影响,结果表明方位角服从均匀分布的裂隙网络的裂隙连通率和连通裂隙率均大于服从正态分布的裂隙网络。迹长服从对数正态分布的裂隙网络的裂隙连通率小于迹长服从负指数分布的裂隙网络的裂隙连通率。裂隙密度和连通路径数具有良好的非线性关系,而裂隙长度和连通路径数间具有良好的线性关系。（2）改进了二维裂隙网络非连续介质渗流数学模型,并通过MATLAB软件编写了相应的计算程序,通过相应的算例,验证了程序的正确性。计算了不同统计分布裂隙网络的等效渗透系数。裂隙密度和长度与等效渗透系数都具有良好的非线性关系,在裂隙长度相对于研究区较小的条件下,方位角服从均匀分布的裂隙网络的等效渗透系数大于方位角服从正态分布的裂隙网络。迹长服从对数正态分布的裂隙网络的等效渗透系数小于迹长服从负指数分布的裂隙网络。（3）利用开发的裂隙网络的渗流程序,计算了裂隙岩体的REV尺寸和渗透张量。分析了不同裂隙密度、迹长、粗糙度的裂隙岩体REV尺寸及其渗透张量。结果表明随着密度和迹长的增加,裂隙岩体的REV尺寸逐渐减小,当裂隙密度和迹长达到一定值时,裂隙岩体具有较好的张量特性。随着相对粗糙度的增加,裂隙岩体的REV尺寸逐渐增大。
闫晓[3]（2021）在《统一管道-界面单元法的构建及其在裂隙岩体注浆扩散模拟中的应用》文中研究表明我国是地下工程开发大国,各类地下工程施工建设中常穿越断层破碎带、高应力岩层等不良地质,易诱发突水、突泥等重大地质灾害。注浆是应对地下工程灾害的重要手段,广泛应用于各类地质灾害处治工作,取得了良好的效果,但由于注浆工程的隐蔽性,特别是应用于复杂地下岩体环境时,注浆多场耦合扩散机理及应用研究尚存在亟待解决的关键科学问题和工程技术难题。为此,本文针对传统离散裂隙网络介质模型难以考虑岩体基质渗透性的不足,创新提出了一种新的数值计算方法,即统一管道-界面单元法。该方法与传统有限单元法以及离散单元法相比,引入了界面单元计算裂隙扩展,既不需要局部裂纹扩展准则,也不需要跟踪算法,具有计算速度快,计算效率高的优点。在国家自然科学基金重点项目（51734009）的资助下,主要取得了以下成果:（1）在数值方法构建方面,建立含有复杂裂隙网络的裂隙-孔隙双重介质渗流模型及算法,提出将二维和三维裂隙-孔隙介质模型统一为一维管道模型的等效描述方法,采用同一套数学模型计算流体在裂隙以及孔隙介质中的流动,避免了裂隙孔隙介质中的水力交换过程,计算方法简单。采用界面单元模拟裂隙扩展,解决了传统有限元法模拟复杂裂隙网络裂隙扩展的难题。通过经典数值算例的模拟,验证了该方法的正确性。（2）在数值方法程序编制方面,基于显式求解和隐式求解的计算模型,在统一管道-界面单元法中提出了半显式求解的计算方法。在界面单元刚度矩阵的组装以及多场强耦合求解过程采用半显式计算方法,避免了由于隐式求解导致的鲁棒性损失以及显示求解计算时间长的问题,具有计算过程简单、收敛性好,稳定性强的优点。（3）在裂隙岩体浆液扩散研究方面,采用统一管道-界面单元法模拟了三维裂隙岩体浆液流动过程,建立了牛顿流体及宾汉流体的流动模型,提出了浆液粘度时变性追踪方法和浆液渗滤效应计算方法,有效评估了粘度时变性浆液的流动范围以及注浆稳定时间,揭示了粘度时变性浆液和渗滤效应浆液在裂隙岩体中的注浆扩散机理。（4）在裂隙岩体渗流场-应力场耦合注浆扩散研究方面,开展了劈裂注浆浆液扩散与裂隙扩展全过程动态分析,研究了岩体抗拉强度、裂隙能、注浆流量和原岩应力对裂隙扩展方向、浆液扩散范围以及注浆压力的影响,建立了多孔同时注浆和分序注浆模型,获得了不同注浆孔间距和注浆时间间隔下的浆液扩散规律,揭示了流场-应力场耦合作用下的浆液扩散机理。
陈刚[4]（2021）在《基于多尺度三维空间裂隙分布的粗糙岩体裂隙渗透性研究 ——以云南个旧高松矿田为例》文中研究表明受基岩中裂隙的多尺度性、三维空间分布的复杂性等因素影响,基岩裂隙中的地下水渗流具有强烈的尺度效应、不均匀性和各向异性;在单裂隙渗流、裂隙网络模拟、裂隙岩体渗透张量等研究的基础上,进行地下水渗流场的模拟和计算,将得出地下水动态、水量变化等合理的结果。以往的研究大多针对上述问题中某一具体问题开展研究,缺乏在同一研究区内多个问题综合性的研究。本文以裂隙尺度为主线,对上述问题展开研究工作,重点是小尺度粗糙裂隙渗流特性和中尺度裂隙网络的渗透性研究。本项研究依托国家自然科学基金（编号:41562017）,“基于裂隙三维空间分布的矿区地下水流动模拟研究”以及企业合作项目“云南省个旧市松树脚锡矿水文地质调查”等项目进行选题、数据采集、理论推演和论文撰写。研究区实测裂隙水平上优势方向为325°和75°,裂隙隙宽在0.1～0.4mm之间,总体符合正态分布。研究区构造发育将该区分割为12个岩体块段,这些块段水平方向上裂隙发育各具特点;裂隙隙宽垂向上有随高程逐渐减小的趋势,总体上符合线性变化。借助岩石CT技术、三维激光扫描技术,完成了研究区内46个不同类型岩石样品的扫描,提取出17个典型裂隙面三维形态数据。使用裂隙面切向、法向双位移量控制的方法,生成激光扫描裂隙面的三维双壁粗糙裂隙模型。以局部立方定律为理论基础,建立三维裂隙隙宽函数插值渗流模拟方法,提高了计算速度,且效果良好。完成15个典型裂隙面的渗流计算,粗糙度系数范围1.33～8.21。对研究区内40个岩石样品进行了渗透率测定工作,气测法中灰岩渗透率平均值7.41E-16 m2,白云岩渗透率平均值1.04E-15 m2,且岩石液测法得到岩石渗透率远小于气测法结果。裂隙网络的模拟应用GEOFRAC法,该方法以序贯高斯模拟法（SGS）模拟裂隙位置的空间分布、以主成分分析法模拟裂隙方向的空间分布、按特定规则连接裂隙元形成三维裂隙面,生成了地表12个分区的66812条裂隙,地下8个分区7632条裂隙;裂隙形状采用圆盘模型,组成三维裂隙网络。基于质量守恒定律推导出二维裂隙流和三维达西渗流的跨维度耦合控制方程,保证了数值模型计算域内渗流场压力、速度、质量的连续性。利用离散裂隙和基质（DFM）模型,耦合二维裂隙流和三维基质达西流进行裂隙岩体的渗流数值计算,完成地表12个分区,地下8个分区共20个DFM模型渗透张量的计算;并使用2个孔组抽水试验结果进行了验证。并对裂隙岩体三维渗透张量计算结果自编程序实现了三维渗透椭球体的可视化。基于渗透张量的二阶对称正定性,推导出各向异性含水介质地下水流动方程二维中心差分法的稳定性判断公式。分析认为,MODFLOW2005可以完成特定条件下的各向异性含水介质的渗流模拟和计算,且计算速度快;但在基于矩形网格、显式差分格式时计算稳定性相对较差。对比分析River和Drain模块,在需要考虑巷道对地下水补给的情况下选用River模型更为合理;River和Drain模块无法做到对水量变化的快速响应;对River和Drain模块中水量变化起决定性作用的是与含水层间的水头差。对云南个旧高松矿田进行了各向异性含水层渗流场模拟,对比了各向异性和各向同性两种数值模拟计算结果;各向同性状况下巷道涌水量预测值比实测值明显偏大,最大计算误差67.10%;而使用改进渗透张量作为含水层渗透性参数的模型计算结果最大误差小于32.23%。并利用渗透椭球体分析了各向异性含水层中地下水数值计算产生偏差的原因。
黄波林,王健,殷跃平,朱赛楠,代贞伟[5]（2020）在《基于裂隙网络的消落带岩体劣化区域分布研究》文中研究表明经过十多年的145～175 m水位波动,三峡库区消落带碳酸岩岩体出现了明显的岩体劣化现象。根据岩溶岩体劣化形成机理与地表水地下水的活动密不可分,本文首次提出了基于裂隙网络的连通性和水力边界条件的劣化岩体空间分析方法。利用增强Baecher模型、Levy Lee分形裂隙模型、双变量fisher分布模型和双变量正态分布模型模拟随机裂隙位置和方位,构建定位裂隙与随机裂隙叠加的三维离散裂隙网络。通过裂隙连通性分析,确定连通区位置。考虑水力边界条件,利用相交分析圈定岩体劣化区空间展布情况。以龚家坊消落带岩体为例,验证了方法的有效性,并讨论了大型结构面和层面的重要作用。这一分析方法将有力推动三峡库区岩体劣化及防灾减灾相关工作。
熊峰[6]（2020）在《裂隙岩体非线性渗流特性及水热耦合模拟研究》文中认为油气资源开采、核废料处置等工程的安全稳定与岩体渗流及传热特性密切相关。天然岩体中大量的节理、裂隙、断层是地下水流动的主要通道,对工程岩体渗透特性起到重要作用。因此,深入研究结构面及其构成裂隙网络的渗流及传热行为有着重要的理论及工程意义。为了系统地研究裂隙岩体渗流及传热特性,本文以裂隙岩体为研究对象,运用理论、试验和数值模拟方法,开展了粗糙裂隙和相交裂隙渗流试验,建立了裂隙水热耦合模型,提出了三维裂隙网络水热耦合计算方法并应用于地热储层开采问题。主要研究内容如下:（1）自主设计了一套粗糙单裂隙渗流可视化模拟试验装置,并预制不同粗糙度的裂隙试样。通过开展一系列不同水压下单裂隙渗流试验,结合数值方法研究了粗糙裂隙的非线性渗流特性。结果表明,Forchheimer方程可以描述粗糙裂隙非线性渗流行为。非线性参数与裂隙几何形状有关,非线性参数的范围从6e10～5e15不等,相差5个数量级。同时,建立了非线性参数与水力开度、接触率和分形维度的半经验方程,并基于此,得到了一个新的临界雷诺数的半经验公式。分析可知,临界雷诺数随着接触率和分形维度的增加而减少,取值范围在0～60之间。另外,基于裂隙单元流速与其亚裂隙组单元开度成正比的假定,建立了三维粗糙裂隙非线性渗流数学模型并得到了渗流试验验证。（2）基于严格的数学理论,利用楔形裂隙流体流动和传热半解析解,得到了考虑粗糙度和开度变化的流体与岩石裂隙之间的水热耦合模型。根据三维光学扫描仪获得真实的裂隙,基于该模型研究了裂隙粗糙度和注入水压力对水流传热特性的影响。结果表明,裂隙表面粗糙度对局部传热系数分布影响较大,但对温度分布影响较小。水压会改变温度和局部传热系数大小,而不改变其分布规律。同时也到了裂隙分形维度、水压和水力开度与平均传热系数的关系。随着分形维度的增加,平均传热系数减小;水压的增加导致平均传热系数增加;而水力开度与平均传热系数呈负相关。（3）分别预制了不同交叉形式和交叉角度的岩石裂隙试样,包括平直裂隙、弯折裂隙、交叉裂隙和分叉裂隙。对四种相交裂隙进行了一系列不同水压下的渗流试验,研究了相交裂隙非线性渗流行为,同时进行了相应的数值模拟分析。试验和的数值模拟结果表明,对于弯折裂隙,随着弯折角α的增加,Forchheimer系数β减少而临界水力梯度Jc增加。相反,对于交叉裂隙,随着交叉角θ的增加,Forchheimer系数β呈现非线性增加而临界水力梯度Jc呈现非线性减小。对于分叉裂隙,非线性渗流特性取决于分叉角γ1和γ2的值。|γ1-γ2|越大,Forchheimer系数β越大的而临界水力梯度Jc越小。另外,分别得到了三种类型的相交裂隙Forchheimer方程非线性系数半经验关系式。（4）基于三维离散裂隙网络,提出了雷诺方程和Forchheimer方程相结合的有限元计算方法,并用直接迭代法求解大规模非线性方程组。利用该方法模拟了三维裂隙网络渗流行为,探讨了裂隙粗糙度和连通性对裂隙网络非线性渗流特性的影响。结果表明,裂隙粗糙度越大,即使离散裂隙网络连通性较好,也容易产生优势的流动路径,进一步发生“沟槽流动效应”。随着水力梯度的增大,离散裂隙网络的导水系数逐渐减小。另外,导水系数随连通度的增大而增大,随裂隙表面粗糙度的增大而减小。最后分析了粗糙度和连通度对裂隙网络的临界水力梯度的影响,结果表明,在裂隙表面较光滑、连通性较差的模型中,临界水力梯度较低。临界水力梯度范围为0.001～0.5之间。（5）基于热传递模型和非线性渗流模拟方法,构建了一个基于裂隙网络模型的水热耦合计算方法并验证了其可靠性。将该方法应用于澳大利亚Habanero地热开采工程案例,计算结果与现场监测成果较吻合。在注入井和生产井位置,出现了高流速区域,大约是其他位置速度的十倍以上,该位置可能出现湍流现象。在靠近注入井的位置,温度急剧增加;当距离达到100 m左右时,温度平稳,达到岩石温度483.15 K。注入压力会影响储层地热开采寿命,压力越大时,生产井维持初始温度的时间增加,储层开采寿命越大。
李松[7]（2020）在《隧道围岩开挖卸荷渗流特性及处治技术研究》文中进行了进一步梳理富水隧道围岩渗流特性取决于岩体的裂隙网络,由于开挖卸荷下应力的重分布将导致裂隙闭合、开展、萌生或发育,引起渗流场产生改变,渗流场的变化又反作用于裂隙网络,两者呈现相互作用、相互影响的耦合态势。因此只有多角度深入认识此过程的开挖卸荷渗流机理,才能有效预防隧道围岩在开挖卸荷过程中因地下水渗流而引发的突水突泥等地质灾害。基于此,本文以海南某引水隧道工程为背景,以理论研究、数值模拟及监测验证等方法研究隧道围岩开挖卸荷下的渗流特性并提出合理且适用的综合处治技术。主要研究内容及结论如下:（1）总结了富水裂隙岩体在试验条件下或基于裂隙法向变形推导的渗透系数、渗流量计算公式,指出不同渗流量计算公式其本质是各类参数的变化。基于卸荷岩体力学与Bandis双曲线模型给出了单裂隙岩体卸荷拉、压应力作用下渗流-应力耦合渗透系数、渗流量计算公式并结合海南某引水隧道工程,分析了卸荷应力路径下渗透系数、渗流量变化规律及裂隙作用机理,研究表明随岩体卸荷量增加,渗透系数及渗流量成指数形曲线增长,裂隙水压力、卸荷量将不同程度影响渗透系数变化。渗透系数变化与岩体卸荷五阶段对应,当卸荷导致岩体进入塑性变形阶段时,裂隙变形受卸荷应力增量变化敏感性较强,渗透系数开始大幅增长,岩体渗透性增强。（2）从不同地下水位高度、不同开挖步距、不同上覆土层厚度三个角度并以渗透系数变化模拟开挖卸荷过程建立数值模型,通过控制变量分析,研究了隧道在开挖卸荷过程中孔隙水压力、节点渗流量、水力梯度、渗流速度、围岩变形等变化规律。研究表明,地下水位越高、开挖循环步距越大、隧道上覆土层厚度越大渗流运动参数在隧道3倍洞径范围左右变化越剧烈,且在隧道拱顶、拱脚等关键节点易形成渗水点,掌子面后将形成高压富水区,此时开挖隧道掌子面需设置合适防突安全厚度以处理掌子面背后高压水。（3）选取施工现场具有相同或类似水文地质条件开挖段隧道监控量测数据与数值模拟结果对比,分析围岩竖向及水平位移规律,佐证数值模型的可靠性与仿真性,结果表明,隧道围岩开挖卸荷渗流变形受不同因素影响较大。（4）基于理论及数值模拟研究开挖卸荷渗流特性成果,以现有注浆堵水技术为基础,提出探明掌子面前方地下水状态、超前探孔验证、掌子面防突安全厚度确定、掌子面布设泄压孔及泄压孔管阀引流、地表注浆及地表回填、超前全断面帷幕注浆一系列综合手段用以处治富水段围岩开挖渗涌水问题。
查浩[8]（2020）在《浅埋煤层采动覆岩渗流稳定理论及其应用》文中进行了进一步梳理随着能源发展及生态化建设的推进,“能源-生态”平衡发展成为研究重点,煤炭资源开采中,开采与生态保护相结合的绿色开采已成为必然趋势。我国西北煤炭开采中的水资源保护基础理论研究,是国家、地区、行业健康发展的重大需求,必须将资源开采、生态资源保护等相结合,建立集覆岩运移与水资源流动为一体的采动覆岩渗流稳定理论体系,对西部生态脆弱区煤炭资源开发和可持续发展具有重大意义。为了进一步研究西北地区覆岩运移及生态水动态响应关系,本文以采动覆岩渗流稳定性为中心,结合现场调研,实验测试,理论分析,数值模拟及程序演算等方法,明确了采动覆岩等效渗透稳定性判据,进行了浅埋煤层覆岩水力特性测试,建立了浅埋覆岩应力分布模型,提出了采动覆岩渗流的等效层组分析方法,设计了覆岩等效渗透数值计算程序,分析了西北地区采动覆岩生态水渗透稳定性。主要研究内容如下:（1）对西北地区天然岩石试样进行宏观和细微观的结构进行观察,并对其进行了材料性质测试。结果显示,随着围压的增加,各种砂岩的强度逐渐增长,增长趋势大致为线性。裂隙岩样渗透系数随着围压的增大呈现出逐渐减小的趋势,最大改变率在60%以上,最小改变率不足1%。建立了西北地区采动覆岩相似模型,对西北某矿区进行了开采模拟,分析了覆岩运移以及应力演化规律。揭示了岩层“渐序”破坏模式,由此出发建立了基于“渐序”破坏模式的梁假设覆岩模型,分析模拟了覆岩应力场演化规律。且通过与数值解进行对比,应力相对误差小于10%。开采后覆岩结构呈现明显的“三带”结构。地表沉降形态呈“漏斗”状。裂隙带高度约为覆岩总厚度的45%。（2）通过层状岩体渗流特性,建立了基于岩层组合系统的等效渗透流动模型。提出了覆岩层组特征区分析方法。分析了特征区占比对等效渗透系数的影响,得知裂隙区高度是影响渗透系数的主要原因。覆岩层组等效渗透系数的变化是由多组岩层渗透性质共同决定的。以MATLAB为平台,建立了随机裂隙网络渗流数值计算模型。且由于随机性的存在,对裂网真实性模拟优于有限元软件。建立了基于特征区以及特征区渗透系数的岩层等效渗透系数计算方法。分析了各随机因子对裂隙区域等效渗透系数的影响。（3）结合新疆伊犁四矿现场气象水文及地质工程参数,对覆岩等效渗透系数进行了演算,程序模拟伊犁四矿随开采的进行,覆岩等效渗透系数呈现先缓慢增加,后迅速增加,最后趋于平缓的过程,模拟伊犁四矿等效渗透情况属于大型植被无法种植,植被大量退化阶段,与工程现场每年翻新只种牧草的情况相符。与现场采动水位数据实测结果相对比,程序计算结果误差在10%以内。利用自设计“流-固”耦合实验设备,对现场采动渗透情况进行了模拟,发现随着开采的进行,裂隙带高度逐渐趋于稳定,工作面推进至140m时裂隙带高度大致为69.3m,与程序模拟结果误差约为5%。水位线变化由缓慢下降逐渐加速直到大量渗漏,根据裂隙带发育规律,可以预测在水资源持续补给时,水位会逐渐恢复稳定。论文有图87幅,表17张,参考文献185篇
王鹏飞[9]（2019）在《渗压作用下断层带岩体断裂导渗演化机制研究》文中指出随着矿产资源开发不断向深部迈进,突水灾害已成为威胁矿井安全生产的最主要灾害之一,断层带突水是其主要表现形式。研究渗压作用下断层带岩体的断裂导渗演化机制,对于深入揭示断层带突水机理和前兆规律,实现矿井突水灾害的超前预测预警具有十分重要的理论与工程意义。为此,本文以山东黄金集团三山岛金矿主要导水断裂构造F3断层为背景,首先,从岩体结构控制的角度将断层带划分为诱导裂隙带和滑动破碎带两部分;然后,综合运用理论分析、现场调查、室内试验和数值模拟等方法,针对渗压作用下断层诱导裂隙带岩体和滑动破碎带土石混合体的断裂破坏机制及渗流演化规律进行了深入研究,主要内容如下:（1）基于夹杂理论,对渗压作用下裂隙岩体进行受力分析,建立了裂隙内附加水压力计算式,推导了考虑附加水压力影响的裂隙岩体断裂强度计算式;然后,通过对含不同倾角单裂隙和多条裂隙岩体开展室内岩石力学试验和数值模拟试验研究,分析了渗压作用下裂隙岩体的断裂破坏规律,证明了理论推导裂隙岩体断裂强度时考虑附加水压力影响的合理性和正确性。（2）重点考虑影响贯通充填裂隙渗流特性的两个基本几何参数,即粗糙度和隙宽,结合3D打印技术,通过对含不同粗糙度和隙宽贯通充填裂隙岩体开展渗透性试验,分析了围压、粗糙度和隙宽对贯通充填裂隙渗透性的影响机制,建立了贯通充填裂隙渗透率与围压之间的函数关系式。同时,通过对含两组不同形式贯通充填裂隙岩体开展数值模拟研究,揭示了含多条贯通充填裂隙岩体的渗透性演化规律。（3）利用自行设计的流-固耦合小尺度试验装置,对断层滑动破碎带不同含石率土石混合体试样开展多组无围压和围压加、卸载条件下的渗透性试验,单轴应力-渗流和三轴应力-渗流耦合加载试验,并结合CT实时扫描,分别建立了渗压、围压和轴向荷载与不同含石率土石混合体试样渗透系数之间的函数关系式,揭示了断层滑动破碎带土石混合体的开裂导渗演化规律。（4）自行设计了一套能够实现三维不等应力-渗流耦合加载的断层滑动破碎带渗流演化大尺度试验平台,通过在不同充填物配比、不同充填厚度、不同渗压和不同围压条件下开展试验研究,分析了应力-渗流耦合作用下断层滑动破碎带内充填物颗粒的迁移流失特征,揭示了滑动破碎带内突水通道的形成机制。
马永君[10]（2019）在《西部冻结凿井白垩系弱胶结红砂岩冻融劣化机理试验研究》文中指出我国西部地区白垩系和侏罗系煤系地层具有成岩晚、胶结差、强度低、遇水泥化砂化、无稳定隔水层、层间导水性强的特点,煤矿冻结建井冻结壁解冻后井筒渗水、淹井等事故频发。本文以白垩系富水弱胶结红砂岩为研究对象,充分考虑弱胶结红砂岩在地层内部赋存的地应力条件,对弱胶结红砂岩冻融劣化的机理进行试验研究。首先基于力学试验获得了弱胶结红砂岩冻结及冻融劣化后的力学强度与变形特征,阐述了弱胶结红砂岩冻融劣化机理及冻融过程中地应力的影响机制。然后结合CT扫描及三维微细观结构重构技术给出了冻融劣化导致的弱胶结红砂岩微细观孔隙结构变化的量化规律。之后基于三轴渗流试验并结合声发射技术获得了弱胶结红砂岩冻融前后渗流-应力耦合特性的变化规律,揭示了弱胶结红砂岩渗流-应力耦合作用下内部损伤、破裂的演化机制。最后建立了多孔岩石冻融后渗流-应力耦合作用下的统计损伤本构模型。详细结论如下:1.获得了白垩系弱胶结红砂岩冻结及冻融劣化后的强度与变形特性,阐述了弱胶结红砂岩冻融劣化机理及冻融过程中地应力的影响机制。白垩系弱胶结红砂岩强度低、胶结差、孔隙率高,对冻融作用非常敏感。相对于常温状态,-15℃冻结温度下红砂岩强度增加了 124.86%,但-15℃～20℃温度区间仅经历一次冻融后强度便下降了 33.50%。相对于无围压冻结及冻融,冻结及冻融过程中围压的存在使得红砂岩冻结力学参数增加,融化后的力学参数降低。白垩系弱胶结红砂岩含有大量不同尺寸的孔隙裂隙结构,孔隙裂隙网络可视为由若干冻融损伤单元组成,红砂岩冻融劣化是多种损伤机制的综合作用。冻融期间的地应力可认为是提高了孔隙裂隙的约束能力,防止冻结初期冻胀力过多消散,使冻结作用尽可能地向次级微孔隙发展,加深红砂岩的冻结程度,使红砂岩冻结力学参数提高,但随之红砂岩基质损伤加剧,融化后的力学参数降低。2.给出了由于冻融劣化导致的白垩系弱胶结红砂岩微细观孔隙结构变化的量化规律。白垩系弱胶结红砂岩孔隙的孔径大致分布在0～370 μm范围,其中以0～60μm孔径的微孔隙为主,占比超过68%。随冻融时围压的增加,红砂岩损伤加剧,冻融时的围压从0 MPa提高至12 MPa,红砂岩冻融后孔隙率的增加幅度从3.88%提高至8.53%。红砂岩冻融劣化主要体现在0～40 μm孔径区间的微孔隙数量及占比的增加,其中0～20 μm与20～40 μm半径区间的微孔隙占比增加幅度分别超过33%与 24%。3.获得了白垩系弱胶结红砂岩冻融前后渗流-应力耦合特性的变化规律。渗透特性测试过程中,随冻融围压增加,白垩系弱胶结红砂岩冻融后的渗透率也显着增加,增幅超过13%,此外红砂岩渗透率随测试围压的增加而降低,随渗透压的增加而增加。三轴渗流加载过程中,不同围压下白垩系弱胶结红砂岩受力变形过程相似,具有明显的阶段性特征,但渗透率呈现出两种不同的演化模式,围压强度比小于0.5时,渗透率与受力变形阶段表现出很好的对应性,而围压强度比大于0.5时渗透率一直呈降低趋势。围压强度比小于0.5时,起裂应力之前红砂岩渗透率一直呈降低趋势,起裂应力后渗透率开始缓慢增加,扩容应力后渗透率增幅逐步加快,直至达到峰值渗透率,并且峰值渗透率滞后于峰值应力出现。受冻融影响红砂岩起裂应力之前的渗透率相对于冻融前显着增加,但起裂应力后的渗透率增加不明显,甚至出现降低。围压强度比大于0.5时,红砂岩逐步向延性发展,围压限制了竖向裂隙的扩展,红砂岩内部形成局部压缩带,渗透率一直呈降低趋势,与受力变形阶段间的关联性大大降低。4.揭示了白垩系弱胶结红砂岩冻融前后渗流-应力耦合作用下损伤、破裂的演化机制。基于AE累计能量可将白垩系弱胶结红砂岩冻融前后三轴渗流加载过程中的AE活动划分为平静阶段、稳定增长阶段、爆发阶段及峰后阶段,红砂岩内部损伤演化过程同样可按照这四个阶段划分。随围压增加红砂岩最终的损伤程度减小,峰后承载能力增加,但冻融后红砂岩最终的损伤程度增加,峰后承载能力下降。加载过程中,红砂岩内部以微型破裂为主,随围压增加初始加载阶段AE信号逐步减弱,甚至消失,但AE能量峰值会显着增加,此外受冻融影响,红砂岩冻融后的AE能量峰值要小于冻融前。起裂应力前红砂岩渗透率与AE信号呈负相关,进入塑性阶段后,围压强度比小于0.5时渗透率与AE信号正相关,围压强度比超过0.5后渗透率与AE信号负相关,峰后阶段渗透率与AE信号呈负相关。加载过程中红砂岩内部新生裂隙逐步向剪切型裂隙发展,同时受冻融影响及围压的增加,加载各阶段剪切型裂隙比例均会增加。宏观层面上,随围压增加主裂面与最大主应力方向的夹角增大,红砂岩延性增加,峰值应力附近渗透率增加幅度逐步降低乃至相对较高围压下渗透率一直处于降低趋势。5.建立了多孔岩石冻融后渗流-应力耦合作用下的统计损伤本构模型建立了多孔岩石冻融后渗流-应力耦合作用下的统计损伤本构模型,该模型综合考虑了多孔岩石冻融阶段的损伤及冻融后渗流-应力耦合作用下的损伤,并利用试验验证了模型的有效性。
二、岩体三维主干裂隙网络渗流模型（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、岩体三维主干裂隙网络渗流模型（论文提纲范文）
（1）管单元用于缩减岩体渗透张量计算规模（论文提纲范文）
| 1 三维裂隙网络生成与渗透张量求解 |
| 1.1 模型的建立与参数生成 |
| 1.2 渗透张量的数值求法 |
| 2 计算规模缩减探索 |
| 3 岩体表征单元体(REV)的确定 |
| 4 工程验证 |
| 5 结 论 |
（2）裂隙岩体REV尺寸及等效渗透系数影响因素研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 描述裂隙水渗流模型研究进展 |
| 1.2.2 立方定律研究进展 |
| 1.2.3 裂隙岩体渗透特性与REV研究进展 |
| 1.3 研究内容 |
| 第二章 裂隙网络随机生成 |
| 2.1 裂隙参数及统计特征 |
| 2.2 蒙特卡罗方法基本原理 |
| 2.3 DFN模型建立 |
| 2.3.1 裂隙几何参数分布类型确定 |
| 2.3.2 裂隙几何参数基本假定 |
| 2.3.3 二维裂隙网络生成 |
| 2.3.4 算例实现 |
| 2.4 裂隙连通性分析 |
| 2.4.1 概述 |
| 2.4.2 裂隙位置关系图论方法 |
| 2.4.3 裂隙相交判断方法 |
| 2.4.4 去除孤立裂隙 |
| 2.4.5 连通裂隙搜索算法原理 |
| 2.4.6 离散裂隙主干网生成 |
| 2.4.7 不同分布对裂隙连通率影响 |
| 2.4.8 连通路径数随裂隙几何参数变化规律 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 离散裂隙网络数学模型改进及实现 |
| 3.1 离散裂隙网络渗流模型 |
| 3.1.1 概述 |
| 3.1.2 离散裂隙网络渗流数学模型 |
| 3.1.3 改进的二维离散裂隙网络稳定渗流数学模型求解 |
| 3.2 裂隙网络渗流计算MATLAB实现 |
| 3.3 程序验证 |
| 3.4 不同分布裂隙网络渗透系数计算分析 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 裂隙岩体REV确定及其影响因素分析 |
| 4.1 REV的确定 |
| 4.2 渗透张量计算 |
| 4.3 裂隙几何参数对裂隙岩体渗透特性影响 |
| 4.3.1 裂隙密度 |
| 4.3.2 裂隙迹长 |
| 4.3.3 裂隙粗糙度 |
| 4.4 裂隙网络生成随机性对裂隙岩体渗透特性影响 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得学术成果 |
（3）统一管道-界面单元法的构建及其在裂隙岩体注浆扩散模拟中的应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 裂隙岩体渗流模型研究现状 |
| 1.3 注浆理论研究现状 |
| 1.4 注浆数值研究现状 |
| 1.5 主要研究内容、创新点及技术路线 |
| 2 统一管道-界面单元法构建 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 控制方程 |
| 2.3 裂隙-孔隙双重介质的统一管道建模方法 |
| 2.4 界面单元控制裂隙扩展、滑移计算方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 统一管道-界面单元法数值实现 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 界面单元网格生成 |
| 3.3 统一管道-界面单元法离散方法 |
| 3.4 半显式数值求解方法 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 统一管道-界面单元法适用性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 岩体渗流模拟 |
| 4.3 裂纹扩展模拟 |
| 4.4 渗流场-应力场耦合裂纹扩展模拟 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 统一管道-界面单元法在裂隙岩体注浆扩散中应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 浆液流变特性分析 |
| 5.3 浆液粘度时变特性分析 |
| 5.4 浆液渗滤效应分析 |
| 5.5 劈裂注浆动态分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要研究结论 |
| 6.2 后续研究方向与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（4）基于多尺度三维空间裂隙分布的粗糙岩体裂隙渗透性研究 ——以云南个旧高松矿田为例（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究的目的及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 单裂隙水力学特征 |
| 1.2.2 裂隙网络三维空间分布模拟 |
| 1.2.3 裂隙岩体渗透特性 |
| 1.2.4 地下水流动数值模拟 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 1.4 论文创新点 |
| 1.5 本文完成的工作量 |
| 第二章 研究区概况 |
| 2.1 研究区范围及概况 |
| 2.2 区域水文地质背景 |
| 第三章 岩体裂隙的多尺度性及渗透性分析 |
| 3.1 岩体裂隙的尺度不变性 |
| 3.1.1 定义及分类 |
| 3.1.2 岩体裂隙数据获取 |
| 3.2 裂隙多尺度性对渗透性的影响 |
| 3.3 中尺度裂隙发育规律 |
| 3.3.1 水平发育规律分析 |
| 3.3.2 垂向发育规律分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 小尺度单裂隙渗透性 |
| 4.1 单裂隙渗透性研究 |
| 4.1.1 立方定律 |
| 4.1.2 单裂隙渗流能力的影响因素 |
| 4.1.3 单裂隙渗流研究方法 |
| 4.2 岩石裂隙形态识别及提取 |
| 4.2.1 岩石CT图像处理及裂隙识别 |
| 4.2.2 激光扫描裂隙面提取 |
| 4.2.3 裂隙面提取及网格化处理 |
| 4.3 岩石渗透性测试及分析 |
| 4.4 粗糙单裂隙渗透性及等效水力宽度计算 |
| 4.4.1 三维双壁粗糙裂隙模型 |
| 4.4.2 三维裂隙隙宽函数法 |
| 4.4.3 研究区岩石样品裂隙渗流计算结果 |
| 4.4.4 计算方法合理性分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 中尺度裂隙网络模拟及渗透性计算 |
| 5.1 裂隙岩体的等效连续介质模型 |
| 5.1.1 等效连续介质模型分析的必要条件 |
| 5.1.2 裂隙岩体等效渗透系数张量计算方法 |
| 5.2 基于DFM模型的三维渗透张量计算 |
| 5.2.1 二维等效渗透张量 |
| 5.2.2 三维等效渗透张量 |
| 5.2.3 裂隙流与达西流耦合控制方程 |
| 5.2.4 渗透椭球体的可视化 |
| 5.2.5 计算方法合理性验证 |
| 5.3 中尺度岩体裂隙网络模拟 |
| 5.3.1 三维裂隙网络分布模拟 |
| 5.3.2 研究区三维裂隙分布模拟 |
| 5.4 各分区裂隙模拟及分析 |
| 5.5 研究区渗透张量计算 |
| 5.5.1 代表性分区渗透张量计算 |
| 5.5.2 分区渗透张量计算 |
| 5.5.3 计算结果与实测对比分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 大尺度裂隙及其渗透性分析 |
| 6.1 研究区大尺度裂隙网络 |
| 6.2 研究区大尺度裂隙特征及渗透性分析 |
| 第七章 基于渗透张量的地下水流动理论及实现 |
| 7.1 地下水流动基本方程 |
| 7.1.1 地下水运动方程 |
| 7.1.2 方程的定解条件 |
| 7.2 数值模拟中渗透张量的适应性分析 |
| 7.2.1 基本原理 |
| 7.2.2 适应性分析 |
| 7.2.3 误差与稳定性分析 |
| 7.2.4 巷道概化问题讨论 |
| 7.3 本章小结 |
| 第八章 云南个旧高松矿田地下水数值模拟 |
| 8.1 研究区水文地质 |
| 8.2 水文地质参数 |
| 8.2.1 降雨及巷道涌水 |
| 8.2.2 渗透系数 |
| 8.2.3 降水入渗系数及给水度 |
| 8.2.4 地下水流场 |
| 8.3 概念模型及数值模型参数 |
| 8.3.1 水文地质边界 |
| 8.3.2 含水层组划分及水文地质参数 |
| 8.3.3 其它水文地质因素概化 |
| 8.3.4 数值模型 |
| 8.4 地下水流动模拟结果及分析 |
| 8.4.1 巷道涌水量对比分析 |
| 8.4.2 地下水位对比分析 |
| 8.5 本章小结 |
| 结论及展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附图Ⅰ 各分区三维裂隙网裂隙网络模拟结果 |
| 附图Ⅱ 各分区渗透椭球及椭圆 |
| 附录A:显示差分法稳定性判断公式推导 |
| 附录B:博士在读期间研究成果 |
（5）基于裂隙网络的消落带岩体劣化区域分布研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 三维岩体裂隙网络构建 |
| 1.1 随机裂隙位置的数学模型 |
| 1.2 随机裂隙产状的分布模型 |
| 1.3 三维裂隙网络可视化 |
| 2 龚家坊典型消落带岩体概况 |
| 3 典型岩体劣化空间分布分析 |
| 4 讨论 |
| 5 结论与建议 |
（6）裂隙岩体非线性渗流特性及水热耦合模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题依据及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 单裂隙渗流特性研究 |
| 1.2.2 单裂隙热传递特性研究 |
| 1.2.3 裂隙岩体渗流模拟研究 |
| 1.2.4 裂隙岩体水热耦合模拟研究 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 2 粗糙单裂隙非线性渗流规律 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 岩石裂隙几何形貌测定 |
| 2.2.1 粗糙岩石裂隙准备 |
| 2.2.2 裂隙几何测量 |
| 2.3 裂隙形貌特征 |
| 2.3.1 裂隙粗糙度和开度特征 |
| 2.3.2 裂隙接触率 |
| 2.4 渗流试验和数值模拟方法 |
| 2.4.1 渗流试验 |
| 2.4.2 数值模拟方法 |
| 2.5 渗流试验与数值结果分析 |
| 2.6 粗糙度和接触面积对非线性渗流影响 |
| 2.6.1 非线性渗流行为 |
| 2.6.2 临界流动机制 |
| 2.6.3 流动曲折度 |
| 2.7 粗糙裂隙非线性渗流模型 |
| 2.7.1 粗糙裂隙非线性渗流模型 |
| 2.7.2 模型验证 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 粗糙单裂隙水热耦合模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 单裂隙水热耦合计算方法 |
| 3.2.1 楔形段流动模型 |
| 3.2.2 楔形段热传递模型 |
| 3.2.3 单裂隙水热耦合模型 |
| 3.3 不同JRC曲线水热耦合计算方法验证 |
| 3.4 真实裂隙水热耦合模拟分析 |
| 3.4.1 温度分布分析 |
| 3.4.2 传热系数分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 相交裂隙非线性渗流规律 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 相交裂隙岩样准备及流动试验 |
| 4.2.1 岩样准备 |
| 4.2.2 试验设备 |
| 4.2.3 试验步骤 |
| 4.3 数值模拟方法 |
| 4.4 结果分析与讨论 |
| 4.4.1 相交裂隙非线性渗流规律 |
| 4.4.2 流动模式 |
| 4.4.3 临界水力梯度 |
| 4.4.4 相交裂隙流动力学机制分析 |
| 4.4.5 非线性参数B的研究 |
| 4.5 裂隙岩样的非线性渗流行为 |
| 4.5.1 岩样的裂隙网络的构建 |
| 4.5.2 试验结果和数值结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 三维裂隙网络非线性渗流特性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 随机三维裂隙网络生成以及网格剖分 |
| 5.3 三维裂隙网络非线性渗流模型 |
| 5.3.1 控制方程 |
| 5.3.2 数值计算方法 |
| 5.4 试验验证 |
| 5.4.1 4 个相交裂隙 |
| 5.4.2 5 个相交裂隙 |
| 5.4.3 多相交裂隙 |
| 5.4.4 误差分析 |
| 5.5 三维裂隙网络非线性渗流行为 |
| 5.5.1 复杂三维裂隙网络 |
| 5.5.2 非线性渗流 |
| 5.5.3 临界水力梯度 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 裂隙网络水热耦合模型及Habanero地热储层开采模拟 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 简化的水热耦合模型 |
| 6.2.1 热传递模型 |
| 6.2.2 渗流模型 |
| 6.2.3 水热耦合模拟方法 |
| 6.3 水热耦合计算方法验证 |
| 6.3.1 光滑平面裂隙 |
| 6.3.2 光滑相交裂隙 |
| 6.4 Habanero地热储层概况 |
| 6.5 Habanero监测数据分析 |
| 6.5.1 增强型地热开采系统特点 |
| 6.5.2 监测结果 |
| 6.6 新的水热耦合计算方法在Habanero地热开采中应用 |
| 6.6.1 微震监测反演裂隙网络 |
| 6.6.2 裂隙网络模型的建立及边界条件 |
| 6.6.3 结果分析及讨论 |
| 6.6.4 Habanero储层开采寿命预测 |
| 6.7 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
（7）隧道围岩开挖卸荷渗流特性及处治技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题依据 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.1.3 应用价值 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 围岩渗流特性数学模型研究现状 |
| 1.2.2 围岩渗流特性数值模拟研究现状 |
| 1.2.3 围岩渗流特性实验研究现状 |
| 1.2.4 渗流处治技术研究现状 |
| 1.2.5 渗流特性发展趋势 |
| 1.3 研究内容及方法 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线图 |
| 1.3.3 预期成果 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 开挖卸荷渗流特性理论研究 |
| 2.1 裂隙岩体渗流特性影响因素 |
| 2.2 国内外裂隙岩体渗流特性理论模型综述 |
| 2.2.1 渗透系数实验经验公式综述 |
| 2.2.2 基于立方定律的渗流应力耦合公式综述 |
| 2.2.3 单裂隙渗流量计算公式综述 |
| 2.3 开挖卸荷裂隙岩体渗流特性理论推导 |
| 2.3.1 卸荷裂隙岩体渗流应力耦合渗透系数理论公式推导 |
| 2.3.2 单裂隙岩体受拉渗流应力耦合渗透系数计算公式推导 |
| 2.3.3 开挖卸荷单裂隙渗流量计算公式推导 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 富水围岩开挖卸荷渗流特性数值分析 |
| 3.1 引水隧道工程概况及水文地质条件 |
| 3.1.1 工程概况 |
| 3.1.2 隧道布置及结构形式 |
| 3.1.3 大气降雨及水文条件 |
| 3.1.4 工程地质条件 |
| 3.2 计算模型范围及参数选取 |
| 3.2.1 计算模型范围 |
| 3.2.2 材料模拟及计算参数选取 |
| 3.2.3 渗透系数变化模拟围岩开挖卸荷 |
| 3.3 不同地下水位高度对开挖卸荷围岩渗流特性影响 |
| 3.3.1 孔隙水压力分布特征 |
| 3.3.2 水力梯度分布特征 |
| 3.3.3 渗流速度分布特征 |
| 3.3.4 节点渗流量分布特征 |
| 3.3.5 围岩沉降收敛分布特征 |
| 3.4 不同扰动区范围对开挖卸荷围岩渗流特性影响 |
| 3.4.1 水力梯度分布特征 |
| 3.4.2 渗流速度分布特征 |
| 3.4.3 节点渗流量分布特征 |
| 3.4.4 围岩沉降收敛分布特征 |
| 3.5 不同地应力水平对开挖卸荷围岩渗流特性影响 |
| 3.5.1 水力梯度分布特征 |
| 3.5.2 渗流速度分布特征 |
| 3.5.3 节点渗流量分布特征 |
| 3.5.4 围岩沉降收敛分布特征 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 隧道现场监测与数值计算结果对比分析 |
| 4.1 引水隧道施工现场监测 |
| 4.1.1 测点布设 |
| 4.1.2 监测频率 |
| 4.2 不同地下水位隧道现场监测对比分析 |
| 4.3 不同扰动范围隧道现场监测对比分析 |
| 4.4 不同地应力水平隧道现场监测对比分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 富水围岩开挖卸荷渗流处治技术研究 |
| 5.1 隧道围岩开挖卸荷渗流机理及地层响应 |
| 5.1.1 富水围岩地下水开挖卸荷渗流机理 |
| 5.1.2 地下水影响地层响应敏感性 |
| 5.1.3 隧道围岩渗流水分级 |
| 5.2 处治技术生态保护基本原则 |
| 5.3 注浆堵水技术在隧道开挖渗涌水治理中的应用 |
| 5.3.1 注浆堵水机理 |
| 5.3.2 前注浆技术 |
| 5.3.3 后注浆技术 |
| 5.4 引水隧道富水段开挖卸荷围岩渗流综合处治技术 |
| 5.4.1 引水隧道地下水渗流特征 |
| 5.4.2 探明开挖掌子面前方地下水状态 |
| 5.4.3 超前钻孔探测验证地下水状态 |
| 5.4.4 掌子面防突安全厚度理论研究 |
| 5.4.5 深部引流排水泄压 |
| 5.4.6 泄压孔管阀集中引流 |
| 5.4.7 地表注浆及地表回填 |
| 5.4.8 全断面超前帷幕预注浆封堵地下水渗流方案设计 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 进一步研究内容及展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文及科研情况 |
| 发表的论文 |
| 参与的科研项目 |
（8）浅埋煤层采动覆岩渗流稳定理论及其应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容及方法 |
| 1.4 主要创新点及技术路线 |
| 2 浅埋煤层覆岩材料力学实验特性 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 浅埋天然岩样三轴压缩特性 |
| 2.3 浅埋天然岩样的渗透特性 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 浅埋煤层采动覆岩应力分布和演化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 浅埋人工岩样制备和实验特性 |
| 3.3 浅埋采动覆岩破坏相似实验 |
| 3.4 基于“渐序”破坏分析的覆岩应力场 |
| 3.5 浅埋覆岩采动应力分布机制 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 采动区覆岩渗流的等效层组分析方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 岩层组合系统和等效渗透系数 |
| 4.3 覆岩特征区渗流和等效层组分析方法 |
| 4.4 覆岩特征区渗流影响因素分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于MATLAB的采动覆岩等效渗透数值计算 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 裂隙网络渗流计算模拟 |
| 5.3 随机因子对裂隙网络的影响 |
| 5.4 采动覆岩等效渗透分析程序 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 工程实例分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 等效渗透系数程序实例应用 |
| 6.3 现场采动水位数据实测 |
| 6.4 覆岩采动渗流响应相似模型实验 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（9）渗压作用下断层带岩体断裂导渗演化机制研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 绪论 |
| 2.1 研究背景及意义 |
| 2.2 文献综述 |
| 2.2.1 断层带岩体结构研究 |
| 2.2.2 裂隙岩体断裂破坏研究 |
| 2.2.3 裂隙岩体渗流特性试验研究 |
| 2.2.4 断层带突水演化机制研究 |
| 2.3 问题提出 |
| 2.4 研究内容及技术路线 |
| 2.4.1 研究内容 |
| 2.4.2 技术路线 |
| 3 渗压作用下诱导裂隙带岩体断裂破坏机制研究 |
| 3.1 渗压作用下单裂隙岩体断裂破坏过程理论推导 |
| 3.1.1 基于夹杂理论的裂隙岩体流-固耦合受力分析 |
| 3.1.2 岩体Ⅰ-Ⅱ复合型裂隙断裂强度推导 |
| 3.2 渗压作用下单裂隙岩体断裂破坏过程试验研究 |
| 3.2.1 裂隙岩体物理力学参数确定 |
| 3.2.2 裂隙岩体应力-渗流耦合加载试验研究 |
| 3.2.3 数值模拟试验研究 |
| 3.3 渗压作用下含多条裂隙岩体断裂破坏过程数值模拟研究 |
| 3.3.1 含多条平行裂隙岩体数值模拟研究 |
| 3.3.2 含多条非平行裂隙岩体数值模拟研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 渗压作用下含贯通充填裂隙岩体导渗演化机制研究 |
| 4.1 渗压作用下含贯通充填裂隙岩体渗透性理论分析 |
| 4.1.1 裂隙粗糙度表征分析 |
| 4.1.2 单条贯通充填裂隙渗透性理论推导 |
| 4.1.3 含贯通充填裂隙岩体渗透性理论分析 |
| 4.2 渗压作用下单贯通充填裂隙渗透性试验研究 |
| 4.2.1 含不同粗糙度和隙宽单贯通充填裂隙试件制作 |
| 4.2.2 试验方法及原理 |
| 4.2.3 试验结果及分析 |
| 4.3 渗压作用下含多条贯通充填裂隙岩体渗透性数值模拟研究 |
| 4.3.1 含多条贯通充填裂隙岩体渗流模型 |
| 4.3.2 含多条不同粗糙度贯通充填裂隙岩体数值模拟研究 |
| 4.3.3 含多条不同隙宽贯通充填裂隙岩体数值模拟研究 |
| 4.3.4 含复杂贯通充填裂隙岩体数值模拟研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 渗压作用下滑动破碎带土石混合体开裂导渗试验研究 |
| 5.1 滑动破碎带土石混合体物理性质试验研究 |
| 5.2 渗压作用下不同含石率土石混合体渗透性试验研究 |
| 5.2.1 试验土石混合体试样制备 |
| 5.2.2 试验仪器及方案 |
| 5.2.3 无围压条件下渗透性试验结果及分析 |
| 5.2.4 加、卸载围压条件下渗透性试验结果及分析 |
| 5.3 渗压作用下不同含石率土石混合体开裂破坏试验研究 |
| 5.3.1 试验仪器及方案 |
| 5.3.2 单轴应力-渗流耦合加载试验结果及分析 |
| 5.3.3 三轴应力-渗流耦合加载试验结果及分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 渗压作用下滑动破碎带突水通道形成及演化机制研究 |
| 6.1 相似理论 |
| 6.2 滑动破碎带导渗演化相似模型试验 |
| 6.2.1 试验模型设计 |
| 6.2.2 试样制备及试验方案 |
| 6.2.3 试验结果及分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论和创新点 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（10）西部冻结凿井白垩系弱胶结红砂岩冻融劣化机理试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 选题来源 |
| 1.2 选题背景及研究意义 |
| 1.3 课题的国内外研究现状 |
| 1.3.1 岩石冻融物理力学性质研究 |
| 1.3.2 岩石冻融损伤机理研究 |
| 1.3.3 岩石CT扫描及三维重构 |
| 1.3.4 岩石流固耦合研究 |
| 1.4 存在的问题与不足 |
| 1.5 本文研究内容及技术路线 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 2 白垩系弱胶结红砂岩冻融力学性质及劣化机理 |
| 2.1 红砂岩基本特征 |
| 2.1.1 红砂岩XRD成分分析 |
| 2.1.2 红砂岩细观结构 |
| 2.1.3 红砂岩基本物理参数 |
| 2.2 红砂岩冻结及融化后力学性质试验 |
| 2.2.1 试样制备及试验设备 |
| 2.2.2 试验方案 |
| 2.3 试验结果 |
| 2.3.1 常温试验结果 |
| 2.3.2 围压冻结试验结果 |
| 2.3.3 围压冻融试验结果 |
| 2.3.4 无围压冻结及冻融试验结果 |
| 2.3.5 结果分析 |
| 2.4 红砂岩冻结力学性质 |
| 2.4.1 冻结时的围压对红砂岩冻结力学性质的影响 |
| 2.4.2 红砂岩围压冻结强度 |
| 2.4.3 红砂岩围压冻结弹性模量与泊松比 |
| 2.4.4 红砂岩围压冻结粘聚力及内摩擦角 |
| 2.4.5 红砂岩围压冻结起裂及扩容应力 |
| 2.5 红砂岩冻结融化后的力学性质 |
| 2.5.1 冻融时的围压对红砂岩冻融后力学性质的影响 |
| 2.5.2 红砂岩围压冻融后的强度 |
| 2.5.3 红砂岩围压冻融后的弹性模量及泊松比 |
| 2.5.4 红砂岩围压冻融后的粘聚力及内摩擦角 |
| 2.5.5 红砂岩围压冻融后的起裂及扩容应力 |
| 2.6 白垩系红砂岩冻融劣化机理及冻融过程中地应力的影响机制 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 白垩系弱胶结红砂岩冻融劣化的微细观孔隙结构量化研究 |
| 3.1 冻融循环及CT扫描试验 |
| 3.1.1 试验设备 |
| 3.1.2 试样准备及参数 |
| 3.1.3 试验方案 |
| 3.2 CT图像处理及红砂岩三维孔隙结构模型建立 |
| 3.2.1 阈值分割 |
| 3.2.2 红砂岩三维孔隙结构模型建立 |
| 3.3 红砂岩冻融前后孔隙结构变化 |
| 3.3.1 红砂岩冻融前后孔隙率变化 |
| 3.3.2 红砂岩冻融前后孔隙半径分布变化 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 白垩系弱胶结红砂岩冻融前后渗流-应力耦合特性研究 |
| 4.1 红砂岩冻融前后渗透特性及渗流-应力耦合特性试验 |
| 4.1.1 岩样制备及试验设备 |
| 4.1.2 试验方案 |
| 4.2 红砂岩冻融前后的渗透特性 |
| 4.2.1 红砂岩渗透率测试结果 |
| 4.2.2 渗透压对红砂岩渗透率的影响 |
| 4.2.3 测试围压对红砂岩渗透率的影响 |
| 4.2.4 冻融围压对红砂岩渗透率的影响 |
| 4.3 红砂岩冻融前后的渗流-应力耦合特性 |
| 4.3.1 红砂岩冻融前后三轴渗流应力-应变关系曲线 |
| 4.3.2 红砂岩冻融前后三轴渗流加载中的力学特性 |
| 4.3.3 红砂岩冻融前后三轴渗流加载中的渗透特性 |
| 4.3.4 渗透率与变形关联性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 白垩系红砂岩冻融前后渗流-应力耦合下的损伤演化规律 |
| 5.1 声发射系统简介及信号处理 |
| 5.1.1 声发射系统简介 |
| 5.1.2 特征参数提取 |
| 5.1.3 声发射定位 |
| 5.2 试验方案 |
| 5.3 声发射与变形及渗透性关联分析 |
| 5.3.1 红砂岩变形破坏过程中的声发射特征 |
| 5.3.2 红砂岩声发射特征参数与渗透率关系 |
| 5.3.3 红砂岩三轴渗流加载过程中的损伤演化 |
| 5.3.4 红砂岩声发射空间演化及损伤定位 |
| 5.4 声发射拉、剪破裂识别及能量统计 |
| 5.4.1 基于声发射特征参数组合法的拉、剪破裂识别 |
| 5.4.2 红砂岩冻融前后加载过程中的拉、剪破裂演化规律 |
| 5.4.3 红砂岩冻融前后加载过程拉、剪破裂AE能量分布 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 多孔岩石冻融后渗流-应力耦合作用统计损伤本构模型 |
| 6.1 岩石统计损伤本构理论研究现状 |
| 6.2 多孔岩石冻融后渗流-应力耦合作用统计损伤本构模型的建立 |
| 6.2.1 冻融阶段损伤的表征 |
| 6.2.2 渗流-应力耦合作用阶段损伤的表征 |
| 6.2.3 多孔岩石冻融后渗流-应力耦合作用统计损伤本构模型的建立 |
| 6.2.4 模型参数的确定 |
| 6.3 本构模型的试验验证 |
| 6.3.1 考虑渗流影响时本构模型的试验验证 |
| 6.3.2 不考虑渗流影响时本构模型的试验验证 |
| 6.3.3 与其他本构模型的比较 |
| 6.4 本章小节 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 课题研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、岩体三维主干裂隙网络渗流模型（论文参考文献）
- [1]管单元用于缩减岩体渗透张量计算规模[J]. 王俊奇,刘博伟,岳潇. 哈尔滨工业大学学报, 2022
- [2]裂隙岩体REV尺寸及等效渗透系数影响因素研究[D]. 黄庭威. 合肥工业大学, 2021
- [3]统一管道-界面单元法的构建及其在裂隙岩体注浆扩散模拟中的应用[D]. 闫晓. 中国矿业大学, 2021(02)
- [4]基于多尺度三维空间裂隙分布的粗糙岩体裂隙渗透性研究 ——以云南个旧高松矿田为例[D]. 陈刚. 昆明理工大学, 2021(02)
- [5]基于裂隙网络的消落带岩体劣化区域分布研究[J]. 黄波林,王健,殷跃平,朱赛楠,代贞伟. 地下空间与工程学报, 2020(06)
- [6]裂隙岩体非线性渗流特性及水热耦合模拟研究[D]. 熊峰. 武汉大学, 2020(03)
- [7]隧道围岩开挖卸荷渗流特性及处治技术研究[D]. 李松. 重庆交通大学, 2020(01)
- [8]浅埋煤层采动覆岩渗流稳定理论及其应用[D]. 查浩. 中国矿业大学, 2020
- [9]渗压作用下断层带岩体断裂导渗演化机制研究[D]. 王鹏飞. 北京科技大学, 2019(06)
- [10]西部冻结凿井白垩系弱胶结红砂岩冻融劣化机理试验研究[D]. 马永君. 中国矿业大学(北京), 2019