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基于LBM-IMB-DEM分析岩土多孔介质的渗透淤堵特性
被引量:
4
1
作者
金磊
曾亚武
+1 位作者
程涛
李晶晶
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期909-917,I0006,F0003,共11页
岩土多孔介质中发生的渗透淤堵本质上是渗流与颗粒耦合作用的结果。开发了适用于岩土渗流-颗粒耦合模拟的格子Boltzmann方法-浸入运动边界-离散元法(LBM-IMB-DEM)数值计算平台并对岩土多孔介质的渗透淤堵过程开展了孔隙尺度的模拟,分析...
岩土多孔介质中发生的渗透淤堵本质上是渗流与颗粒耦合作用的结果。开发了适用于岩土渗流-颗粒耦合模拟的格子Boltzmann方法-浸入运动边界-离散元法(LBM-IMB-DEM)数值计算平台并对岩土多孔介质的渗透淤堵过程开展了孔隙尺度的模拟,分析了多孔介质骨架颗粒分布、骨架颗粒粒径、孔隙率、骨架颗粒定向性及水压力等因素对其渗透淤堵特性的影响。结果表明:多孔介质中骨架颗粒的空间分布不同,其渗透淤堵特性也有所区别;多孔介质的骨架颗粒粒径或孔隙率越小,淤堵后的滞留颗粒越多,淤堵越严重;骨架颗粒定向性对淤堵特性有一定影响,当骨架颗粒为条形且其长轴与流动方向垂直时淤堵最为严重;随水压力增大,淤堵后滞留颗粒在多孔介质中的分布更趋于分散,淤堵更为严重;岩土多孔介质渗透淤堵的程度与其淤堵前的渗透性密切相关,透水性强的多孔介质相对不易发生淤堵。
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关键词
渗透淤堵
渗流-颗粒耦合
格子Boltzmann方法(LBM)
离散单元法(DEM)
岩土多孔介质
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职称材料
不同因素作用下的土-土工织物反滤体系渗透淤堵机理研究
2
作者
吕从聪
刘名广
+2 位作者
卢晓春
王玉杰
孙兴松
《水利水电技术(中英文)》
北大核心
2022年第12期47-55,共9页
工程中经常出现因水力梯度、土体细粒含量、反滤层渗透性变化等因素导致的机械淤堵问题。为探究不同因素作用下土-土工织物反滤体系渗透淤堵机理,对现有规范中的梯度比GR试验装置进行改进并补充试验方法,开展了3种水力梯度、3种细粒含量...
工程中经常出现因水力梯度、土体细粒含量、反滤层渗透性变化等因素导致的机械淤堵问题。为探究不同因素作用下土-土工织物反滤体系渗透淤堵机理,对现有规范中的梯度比GR试验装置进行改进并补充试验方法,开展了3种水力梯度、3种细粒含量、4种土工织物规格条件下的渗透试验。试验结果表明:改进后的梯度比GR试验仪结合补充的试验方法可以区分土工织物淤堵和土体自身“淤堵”;土-土工织物反滤体系的渗透性与细粒含量、织物单位面积质量成反比,与水力梯度成正比;通过二次筛分,发现土体细粒含量较多的土样在高水头作用下会在土体内部形成可以截住细粒的天然滤层,导致天然滤层上方土体出现淤堵现象,而靠近织物土层的细粒在渗透水流作用下移向或逸出土工织物,造成梯度比GR和渗透系数均下降,通过增加织物孔径能降低土体的淤堵程度,提高反滤体系透水能力。分析结果进一步表明,通过改进的淤堵试验仪以及二次筛分试验可以合理地评价土工织物反滤体系的淤堵范围和淤堵程度,为工程中判断反滤体系的渗透淤堵特性提供参考。
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关键词
土-土工织物反滤体系
渗透淤堵
机理
影响因素
梯度比GR试验
二次筛分
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职称材料
西藏山南地区水库松散坝基渗透变形试验及机理研究
3
作者
李识博
王常明
+2 位作者
邹婷婷
王钢城
马建全
《水文地质工程地质》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第1期57-63,93,共8页
对选自西藏山南地区高山宽谷河流区松散坝基土体进行室内渗透变形试验研究,设置不同级配定水头高度及相同级配变水头高度的3组对比试验方案。分析试验中水力梯度及渗透系数的变化情况,将松散坝基渗透试验过程分为颗粒调整、渗流稳定、...
对选自西藏山南地区高山宽谷河流区松散坝基土体进行室内渗透变形试验研究,设置不同级配定水头高度及相同级配变水头高度的3组对比试验方案。分析试验中水力梯度及渗透系数的变化情况,将松散坝基渗透试验过程分为颗粒调整、渗流稳定、渗流变化三个阶段。根据试验现象,结合以往渗透变形模式研究,将渗透变形划分为三类:渗透压密、渗透破坏及渗透淤堵。结合渗透变形的力学特征,对这三类渗透变形机理进行分析,并对单个土颗粒受力分析,得出在渗透压密、渗透破坏及渗透淤堵过程中运动颗粒的受力情况。试验结果表明添加淤堵材料有助于减缓、减小基部掏蚀的发生、发展,为该类松散坝基防渗减渗工作提供理论依据。
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关键词
松散坝基
渗透
变形
渗透
压密
基部掏蚀
渗透淤堵
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职称材料
西藏卓玉水库松散坝基防渗方案设计
4
作者
马建全
李识博
《科学技术与工程》
北大核心
2018年第10期136-143,共8页
对高原水库松散坝基的渗漏问题调查研究,开展松散坝基土体天然及击实情况下渗透-淤堵试验研究,得出添加淤堵材料可有效提高水力梯度,降低土体的渗透系数。结合渗透-淤堵试验结果,建立高原水库松散坝基防渗模拟方案,对无防渗、长度分别为...
对高原水库松散坝基的渗漏问题调查研究,开展松散坝基土体天然及击实情况下渗透-淤堵试验研究,得出添加淤堵材料可有效提高水力梯度,降低土体的渗透系数。结合渗透-淤堵试验结果,建立高原水库松散坝基防渗模拟方案,对无防渗、长度分别为70 m、140 m、175 m、210 m的水平铺盖、淤堵、击实及击实淤堵八种方案的渗漏量、坝基等势线分布、坝基水头值、流速值等分析,得出水平铺盖虽可减少坝基渗漏量,但投资较高;淤堵可减缓坝基的渗漏现象,但不能根本解决坝基渗漏问题,击实淤堵可将防渗效果和减小投资兼具,推荐击实淤堵为最优防渗方案。以上试验及模拟工作可为该类松散坝基防渗减渗工作提供依据。
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关键词
松散坝基
渗透淤堵
防渗方案
数值模拟
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职称材料
题名
基于LBM-IMB-DEM分析岩土多孔介质的渗透淤堵特性
被引量:
4
1
作者
金磊
曾亚武
程涛
李晶晶
机构
湖北理工学院土木建筑工程学院
武汉大学土木建筑工程学院
出处
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期909-917,I0006,F0003,共11页
基金
湖北省自然科学基金项目(2019CFB199)
国家自然科学基金项目(41272342,12002121)
湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队计划项目(T201823)。
文摘
岩土多孔介质中发生的渗透淤堵本质上是渗流与颗粒耦合作用的结果。开发了适用于岩土渗流-颗粒耦合模拟的格子Boltzmann方法-浸入运动边界-离散元法(LBM-IMB-DEM)数值计算平台并对岩土多孔介质的渗透淤堵过程开展了孔隙尺度的模拟,分析了多孔介质骨架颗粒分布、骨架颗粒粒径、孔隙率、骨架颗粒定向性及水压力等因素对其渗透淤堵特性的影响。结果表明:多孔介质中骨架颗粒的空间分布不同,其渗透淤堵特性也有所区别;多孔介质的骨架颗粒粒径或孔隙率越小,淤堵后的滞留颗粒越多,淤堵越严重;骨架颗粒定向性对淤堵特性有一定影响,当骨架颗粒为条形且其长轴与流动方向垂直时淤堵最为严重;随水压力增大,淤堵后滞留颗粒在多孔介质中的分布更趋于分散,淤堵更为严重;岩土多孔介质渗透淤堵的程度与其淤堵前的渗透性密切相关,透水性强的多孔介质相对不易发生淤堵。
关键词
渗透淤堵
渗流-颗粒耦合
格子Boltzmann方法(LBM)
离散单元法(DEM)
岩土多孔介质
Keywords
seepage clogging
seepage-particle coupling
lattice Boltzmann method
discrete element method
rock and soil porous medium
分类号
TU43 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
不同因素作用下的土-土工织物反滤体系渗透淤堵机理研究
2
作者
吕从聪
刘名广
卢晓春
王玉杰
孙兴松
机构
湖北省水电工程施工与管理重点实验室(三峡大学)
三峡大学水利与环境学院
中国水利水电科学研究院岩土工程研究所
出处
《水利水电技术(中英文)》
北大核心
2022年第12期47-55,共9页
基金
新疆水利科技专项资金项目(XSKJ-2022-05)
国家重点研发计划(2018YFC0407000)
湖北省水电工程施工与管理重点实验室(三峡大学)开放基金(2020KSD13)。
文摘
工程中经常出现因水力梯度、土体细粒含量、反滤层渗透性变化等因素导致的机械淤堵问题。为探究不同因素作用下土-土工织物反滤体系渗透淤堵机理,对现有规范中的梯度比GR试验装置进行改进并补充试验方法,开展了3种水力梯度、3种细粒含量、4种土工织物规格条件下的渗透试验。试验结果表明:改进后的梯度比GR试验仪结合补充的试验方法可以区分土工织物淤堵和土体自身“淤堵”;土-土工织物反滤体系的渗透性与细粒含量、织物单位面积质量成反比,与水力梯度成正比;通过二次筛分,发现土体细粒含量较多的土样在高水头作用下会在土体内部形成可以截住细粒的天然滤层,导致天然滤层上方土体出现淤堵现象,而靠近织物土层的细粒在渗透水流作用下移向或逸出土工织物,造成梯度比GR和渗透系数均下降,通过增加织物孔径能降低土体的淤堵程度,提高反滤体系透水能力。分析结果进一步表明,通过改进的淤堵试验仪以及二次筛分试验可以合理地评价土工织物反滤体系的淤堵范围和淤堵程度,为工程中判断反滤体系的渗透淤堵特性提供参考。
关键词
土-土工织物反滤体系
渗透淤堵
机理
影响因素
梯度比GR试验
二次筛分
Keywords
soil-geotextile filtration system
infiltration clogging mechanism
impacting factors
gradient ratio GR experiment
secondary screening
分类号
TU375 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
西藏山南地区水库松散坝基渗透变形试验及机理研究
3
作者
李识博
王常明
邹婷婷
王钢城
马建全
机构
西安科技大学地质与环境学院
出处
《水文地质工程地质》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第1期57-63,93,共8页
基金
国家自然科学基金项目资助(41072191)
陕西省教育厅科学研究计划项目资助(14JK1464)
文摘
对选自西藏山南地区高山宽谷河流区松散坝基土体进行室内渗透变形试验研究,设置不同级配定水头高度及相同级配变水头高度的3组对比试验方案。分析试验中水力梯度及渗透系数的变化情况,将松散坝基渗透试验过程分为颗粒调整、渗流稳定、渗流变化三个阶段。根据试验现象,结合以往渗透变形模式研究,将渗透变形划分为三类:渗透压密、渗透破坏及渗透淤堵。结合渗透变形的力学特征,对这三类渗透变形机理进行分析,并对单个土颗粒受力分析,得出在渗透压密、渗透破坏及渗透淤堵过程中运动颗粒的受力情况。试验结果表明添加淤堵材料有助于减缓、减小基部掏蚀的发生、发展,为该类松散坝基防渗减渗工作提供理论依据。
关键词
松散坝基
渗透
变形
渗透
压密
基部掏蚀
渗透淤堵
Keywords
loose dam foundation
seepage deformation
seepage compaction
basal sapping
infiltration clogging
分类号
TV139.14 [水利工程]
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职称材料
题名
西藏卓玉水库松散坝基防渗方案设计
4
作者
马建全
李识博
机构
西安科技大学地质与环境学院
出处
《科学技术与工程》
北大核心
2018年第10期136-143,共8页
基金
国家自然科学基金(41602359)
陕西省自然科学基础研究计划(S2017-ZRJJ-QN-1470)
陕西省教育厅专项科研计划(14JK1464)资助
文摘
对高原水库松散坝基的渗漏问题调查研究,开展松散坝基土体天然及击实情况下渗透-淤堵试验研究,得出添加淤堵材料可有效提高水力梯度,降低土体的渗透系数。结合渗透-淤堵试验结果,建立高原水库松散坝基防渗模拟方案,对无防渗、长度分别为70 m、140 m、175 m、210 m的水平铺盖、淤堵、击实及击实淤堵八种方案的渗漏量、坝基等势线分布、坝基水头值、流速值等分析,得出水平铺盖虽可减少坝基渗漏量,但投资较高;淤堵可减缓坝基的渗漏现象,但不能根本解决坝基渗漏问题,击实淤堵可将防渗效果和减小投资兼具,推荐击实淤堵为最优防渗方案。以上试验及模拟工作可为该类松散坝基防渗减渗工作提供依据。
关键词
松散坝基
渗透淤堵
防渗方案
数值模拟
Keywords
loose dam foundation
infiltration clogging
seepage control scheme
numerical simulation
分类号
TV139 [水利工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于LBM-IMB-DEM分析岩土多孔介质的渗透淤堵特性
金磊
曾亚武
程涛
李晶晶
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
4
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职称材料
2
不同因素作用下的土-土工织物反滤体系渗透淤堵机理研究
吕从聪
刘名广
卢晓春
王玉杰
孙兴松
《水利水电技术(中英文)》
北大核心
2022
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
西藏山南地区水库松散坝基渗透变形试验及机理研究
李识博
王常明
邹婷婷
王钢城
马建全
《水文地质工程地质》
CAS
CSCD
北大核心
2016
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
西藏卓玉水库松散坝基防渗方案设计
马建全
李识博
《科学技术与工程》
北大核心
2018
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职称材料
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