裂隙含水介質(zhì)滲流應(yīng)力兩場耦合數(shù)值模擬程序設(shè)計(jì)應(yīng)用.pdf

1、裂隙巖體的水力學(xué)特性對(duì)巖土工程活動(dòng)產(chǎn)生重要影響，如地下洞室開挖的涌突水，大壩壩基修建，石油、地?zé)衢_采，化學(xué)物品、核廢料的埋藏，礦井設(shè)計(jì)等，都不可避免地涉及到裂隙水運(yùn)動(dòng)的問題。目前，對(duì)裂隙巖體滲流特性的研究，基于平行板模型導(dǎo)出的立方定律已廣為巖土工程界所接受，許多學(xué)者進(jìn)一步對(duì)立方定律的有效性做了大量研究，通過隙寬和粗糙度對(duì)立方定理進(jìn)行修正。 本文在總結(jié)前人研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，闡述了裂隙含水介質(zhì)滲流應(yīng)力耦合的基本理論，包括巖體結(jié)構(gòu)面類

2、型，單裂隙面力學(xué)變形性質(zhì)，單裂隙滲流應(yīng)力耦合的基本原理等等。并且針對(duì)裂隙巖體等效連續(xù)介質(zhì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行具體分析，介紹了裂隙含水介質(zhì)滲流應(yīng)力耦合數(shù)學(xué)模型計(jì)算的基本方法，分別研究了滲流場對(duì)應(yīng)力場的影響作用以及應(yīng)力場對(duì)滲流場的影響作用。通過公式推導(dǎo)得到了滲流場和應(yīng)力場耦合的有限元控制方程。在這個(gè)過程當(dāng)中，詳細(xì)介紹了有限單元法的基本思想和求解方法以及在有限元數(shù)值模擬過程中求解非線性方程的初流量法。 本文根據(jù)推導(dǎo)的裂隙巖體滲流應(yīng)力耦合的有限

3、元數(shù)值模擬方程，運(yùn)用北京飛箭公司開發(fā)的有限元自動(dòng)生成程序FEPG(Finite E1ement Program Generator)來模擬裂隙巖體滲流問題。本文通過該軟件編寫了計(jì)算位移、孔隙水壓力以及應(yīng)力的pde文件，描述荷載邊界的fbc文件以及耦合系統(tǒng)算法文件和生成位移、流量單元的算法文件nfe。通過這些文件得到有限元計(jì)算程序，將有限元計(jì)算程序運(yùn)用到算例當(dāng)中得出如下結(jié)論： (1)裂隙巖體滲透性隨應(yīng)力的變化是不可忽略的。在裂隙巖