基于離散元的裂隙巖體水沙滲流特性研究.pdf_第1頁(yè)
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1、我國(guó)目前煤炭資源開(kāi)發(fā)重心已逐步向西部轉(zhuǎn)移,而西部礦區(qū)總體具有煤層埋深淺、基巖比較薄、上覆厚風(fēng)積沙的特點(diǎn),易發(fā)生突水潰沙災(zāi)害,嚴(yán)重威脅安全生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境。因此開(kāi)展裂隙巖體水沙滲流特性研究具有重要的意義。
  本文主要通過(guò)對(duì)裂隙巖體基本力學(xué)特性和裂隙巖體水沙滲流作用機(jī)理的研究,建立裂隙巖體水沙滲流耦合模型,數(shù)值分析裂隙巖體水沙流動(dòng)特性。主要的研究工作如下:
 ?。?)裂隙巖體基本力學(xué)特性分析?;陔x散元方法對(duì)裂隙巖石加載過(guò)程中應(yīng)

2、力應(yīng)變特性與聲發(fā)射特性之間的關(guān)系進(jìn)行研究,基于摩爾庫(kù)倫準(zhǔn)則對(duì)裂隙巖體結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度效應(yīng)進(jìn)行分析,數(shù)值模擬分析不同傾角裂隙巖石破壞情況以及不同曲線(xiàn)型裂隙巖石破壞過(guò)程裂隙擴(kuò)展變化。研究表明,巖體強(qiáng)度不但取決于裂隙發(fā)育程度,還取決于裂隙面發(fā)育方向,裂隙傾角、形態(tài)的變化會(huì)對(duì)巖石整體強(qiáng)度產(chǎn)生不同影響。
  (2)建立裂隙巖體水沙滲流計(jì)算模型。首先對(duì)單個(gè)固體顆粒在液體中流動(dòng)進(jìn)行理論分析和數(shù)值模擬,得出固體沙顆粒在水中流動(dòng)具有復(fù)雜的紊流狀態(tài)。其次

3、對(duì)固體顆粒相互作用機(jī)理進(jìn)行分析,定義裂隙上覆松散層固體顆粒所形成的三個(gè)動(dòng)態(tài)區(qū)域。最后基于平行板理論對(duì)裂隙巖體進(jìn)行簡(jiǎn)化,建立裂隙巖體網(wǎng)絡(luò)水沙滲流模型并對(duì)水沙滲流進(jìn)行模擬。研究表明,裂隙巖體內(nèi)部裂隙貫通性、裂隙拐角、裂隙寬度以及裂隙傾角都會(huì)對(duì)水沙滲流速率產(chǎn)生影響,水沙滲流過(guò)程中,固體沙顆粒以及水流對(duì)巖體的作用力與裂隙傾角和裂隙寬度有關(guān)。
 ?。?)裂隙巖體水沙滲流規(guī)律研究。在研究了上覆含水松散層壓力分布特征基礎(chǔ)上,對(duì)裂隙寬度以及裂隙傾

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