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应力-渗流-溶蚀耦合作用下三维岩石裂隙渗透特性数值计算研究 被引量:2
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作者 申林方 吕倩文 +3 位作者 刘文连 张家明 杨鸿忠 李泽 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第2期428-437,共10页
基于格子Boltzmann方法采用双分布函数分别模拟渗流速度场与溶质浓度场的演化过程,建立了三维岩石裂隙应力-渗流-溶蚀耦合作用机制的数值计算模型,并讨论了渗流流速、法向应力、溶蚀反应速率等因素对裂隙渗透特性演化规律的影响。结果表... 基于格子Boltzmann方法采用双分布函数分别模拟渗流速度场与溶质浓度场的演化过程,建立了三维岩石裂隙应力-渗流-溶蚀耦合作用机制的数值计算模型,并讨论了渗流流速、法向应力、溶蚀反应速率等因素对裂隙渗透特性演化规律的影响。结果表明:在渗流流速较低时,壁面溶蚀出来的离子得不到及时输运,使得出口处浓度较高溶蚀速度慢,裂隙结构呈“喇叭口”状。增大法向应力会减小裂隙开度,减慢溶质的运移速率,使得裂隙出口处的溶蚀速率显著降低,从而限制了其渗透率的发展。当壁面溶蚀反应速率较小时,裂隙渗透率呈持续缓慢增长的状态;随着溶蚀反应速率增加,出口处的溶蚀量会明显小于入口处,导致出口处壁面发生显著溶蚀之前,裂隙渗透率发展缓慢,此后渗透率便呈急速突变增长趋势。研究成果能够为酸蚀作用下岩石裂隙渗透能力的定量评价提供重要理论支撑。 展开更多
关键词 岩石裂隙 应力-渗流-溶蚀耦合 渗透特性 格子BOLTZMANN方法 数值计算
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城市生活垃圾土生化-渗流-应力耦合行为数值仿真
2
作者 马鹏程 陈云敏 杨文东 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第5期115-122,共8页
垃圾土中的生化-渗流-应力耦合行为会显著影响垃圾堆体的变形。该文首先引入了与降解在变形方面等效的附加应力Pb,建立了垃圾土降解-骨架弱化本构模型,该模型能够较好地描述降解变形和降解对压缩性的影响。然后,完善了垃圾土生化-渗流-... 垃圾土中的生化-渗流-应力耦合行为会显著影响垃圾堆体的变形。该文首先引入了与降解在变形方面等效的附加应力Pb,建立了垃圾土降解-骨架弱化本构模型,该模型能够较好地描述降解变形和降解对压缩性的影响。然后,完善了垃圾土生化-渗流-应力耦合模型并采用OpenGeoSys软件开展了二维垃圾边坡耦合行为数值仿真,分析了底物浓度、甲烷产量等生化降解物理量和气压、侧向变形、沉降等力学物理量的演化规律及相互作用,相比仅关注垃圾土一维变形的耦合数值仿真有显著进步。该文研究成果可作为土木工程研究生数值试验课程的典型教学案例。 展开更多
关键词 城市垃圾土 本构模型 生化-渗流-应力耦合 数值仿真
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周期性渗流-应力耦合下滑带土的蠕变特性试验研究
3
作者 张海燕 胡新丽 李亚博 《岩土力学》 北大核心 2025年第7期2189-2198,共10页
滑带土对滑坡的变形演化具有重要的控制作用,因此研究其在渗流-应力耦合下的蠕变特性对理解水库滑坡的演化具有重要意义。以三峡库区马家沟滑坡滑带土为研究对象,开展了周期性渗流-应力耦合下的孔压测试和蠕变试验,分析了周期性渗透压... 滑带土对滑坡的变形演化具有重要的控制作用,因此研究其在渗流-应力耦合下的蠕变特性对理解水库滑坡的演化具有重要意义。以三峡库区马家沟滑坡滑带土为研究对象,开展了周期性渗流-应力耦合下的孔压测试和蠕变试验,分析了周期性渗透压的动力效应、试样内孔隙水压力的传递与分布规律,以及滑带土蠕变对周期性渗透压的响应特征。结果表明,周期性渗透压通过改变试样内孔隙水压力的传递和消散影响滑带土的变形;随着循环次数增加,试样内孔隙水压力趋于稳定并呈抛物线分布;在周期性渗透压作用下,滑带土出现“黏滑蠕变”现象,当偏应力较小时,滑带土蠕变对周期性渗透压有明显波动响应;而当偏应力超过900 kPa时,滑带土对渗透压的响应不再明显。 展开更多
关键词 滑带土 周期性渗透压 渗流-应力耦合 蠕变特性
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渗流-应力耦合作用下尾砂结石体渗透特性演化试验研究
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作者 韦耀祥 柴陆军 +3 位作者 程爱平 李东立 邬坤 张冬旺 《金属矿山》 北大核心 2025年第6期52-62,共11页
尾砂结石体作为一种绿色环保的注浆材料,在矿山注浆堵水技术中已得到了广泛应用,其渗透特性对矿山的安全开采至关重要。基于此,本研究制作了不同水泥含量的尾砂结石体试样,采用岩石渗透试验系统,开展了不同渗透压和围压下的尾砂结石体... 尾砂结石体作为一种绿色环保的注浆材料,在矿山注浆堵水技术中已得到了广泛应用,其渗透特性对矿山的安全开采至关重要。基于此,本研究制作了不同水泥含量的尾砂结石体试样,采用岩石渗透试验系统,开展了不同渗透压和围压下的尾砂结石体渗流—应力耦合渗透试验,阐明了尾砂结石体在渗流—应力耦合作用下的渗透特性演化规律;并结合低场核磁共振系统,揭示了尾砂结石体渗透特性演化机理。研究结果表明:(1)尾砂结石体的孔隙率、流速及渗透率演化规律高度吻合,且呈现出显著的阶段性特征,具体可分为迅速饱和阶段、体缩抑流阶段和稳定渗流阶段;(2)尾砂结石体孔隙率、流速和渗透率演化规律与水泥含量和围压的变化呈负相关关系,与渗透压变化呈正相关关系;(3)孔隙结构的变化是主导尾砂结石体渗透特性演化的关键因素,随着渗透压的提高,中孔隙以及大孔隙占比升高,渗透率进而增高;随着围压的提高,微孔隙的占比升高,渗透率从而降低。研究结果可为注浆工程提供理论指导. 展开更多
关键词 尾砂结石体 渗流-应力耦合 渗透特性 核磁共振
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泄洪雾雨区裂隙岩质边坡饱和-非饱和渗流场与应力场耦合分析 被引量:16
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作者 王环玲 徐卫亚 童富国 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期2397-2403,共7页
岩质滑坡除与地质条件、降雨等因素有关外,泄洪雾雨也成为其不可忽视的催化剂。通过裂隙岩体渗透性与应力关系,裂隙岩体的弹塑性本构关系以及渗流场的控制方程,建立起饱和非饱和渗流场与应力场耦合的等效连续介质模型。编制了有泄洪雾... 岩质滑坡除与地质条件、降雨等因素有关外,泄洪雾雨也成为其不可忽视的催化剂。通过裂隙岩体渗透性与应力关系,裂隙岩体的弹塑性本构关系以及渗流场的控制方程,建立起饱和非饱和渗流场与应力场耦合的等效连续介质模型。编制了有泄洪雾雨影响的饱和-非饱和渗流与应力耦合三维有限元程序,通过迭代求解达到两场耦合目的。以实际工程为例,根据边坡的地表信息、开挖信息、岩层分界信息以及排水洞和帷幕信息等,建立起边坡地质模型。通过耦合计算,详细分析了耦合后边坡岩体的变形、应力以及塑性区等。计算结果表明,雾雨区的边坡稳定与渗流场变化有着重要关系,在评价边坡稳定与否时,要考虑渗流场对其影响。计算成果为实际工程的安全评价提供了一定的科学依据。 展开更多
关键词 泄洪雾雨 饱和-非饱和渗流 裂隙岩体 渗流场与应力耦合 岩石边坡
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考虑饱和-非饱和渗流、温度和应力耦合的三维有限元程序研制 被引量:21
6
作者 韦立德 杨春和 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期1000-1004,共5页
在探索多场耦合理论基础上,研制出了一个考虑饱和-非饱和渗流场和温度场对应力场作用的三维弹塑性有限元程序,该程序采用了以下简化假设:不考虑力学过程和渗流过程对温度场产生的影响,而只考虑变温对力学过程产生的影响;不考虑力学过程... 在探索多场耦合理论基础上,研制出了一个考虑饱和-非饱和渗流场和温度场对应力场作用的三维弹塑性有限元程序,该程序采用了以下简化假设:不考虑力学过程和渗流过程对温度场产生的影响,而只考虑变温对力学过程产生的影响;不考虑力学过程和温度场对渗流场产生的影响,而只考虑渗流场对力学过程产生的影响。经与弹性力学解析解对比,验证了该程序计算结果是合理的。 展开更多
关键词 饱和-非饱和渗流 温度场 耦合 弹塑性有限元法
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应力-渗流耦合作用下不同卸荷路径对砂岩损伤特性及能量演化规律的影响研究 被引量:8
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作者 张培森 许大强 +3 位作者 颜伟 张晓乐 董宇航 赵铭 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期325-339,共15页
岩体灾害发生的本质是能量驱动下的一种失稳现象,受开挖卸荷扰动影响导致的岩体结构破裂失稳是诱发采场突水等动力灾害的主要原因之一。为探究开挖卸荷过程对岩体结构破裂的影响,明晰围岩劣化损伤规律及突水等动力灾害孕育机制,针对应力... 岩体灾害发生的本质是能量驱动下的一种失稳现象,受开挖卸荷扰动影响导致的岩体结构破裂失稳是诱发采场突水等动力灾害的主要原因之一。为探究开挖卸荷过程对岩体结构破裂的影响,明晰围岩劣化损伤规律及突水等动力灾害孕育机制,针对应力-渗流耦合因素影响下岩石损伤特性及能量演化规律研究较少的特点,采用Rock Top多场耦合试验仪,在应力-渗流耦合作用下对砂岩开展了常规三轴(C组)、不同初始损伤程度常规卸围压(W组)及循环加卸围压(X组)3种应力路径下的岩石损伤特性及能量演化规律试验研究。试验结果表明:岩石能量演化规律与应力-应变曲线具有明显相关性,基于岩石弹性应变能演化特征,将常规三轴压缩(C组)下岩石应力-应变曲线分为5个阶段,并对每个阶段U_(1)、U_(3)、U_(e)、U_(d)及渗透率变化特点进行了详细阐释(U_(e)为弹性应变能,U_(d)为耗散能,U_(1)为轴向应力对岩石做正功转化的岩石应变能,U_(3)为做负功所释放的应变能);常规卸围压过程中,U_(1)、U_(3)演化规律与C组岩石基本一致,但U_(3)负增长更为显著,岩石输入能逐渐从以U_(e)为主导转变为以U_(d)为主导,初始损伤程度对该规律无明显影响,卸围压过程中渗透率呈波动上升趋势,围压与渗透率呈负相关;循环加卸围压过程中,各能量演化规律与W组岩石基本一致,仅因时间效应而导致能量积累量存有差异。整体来看,无论何种应力路径,峰前阶段岩石均以U_(e)为主导,以能量存储为主,峰后阶段则以能量释放及耗散为主,轴向应力加载是U_(e)得以快速积累的主要影响因素,围压改变不足以引起U_(e)发生较大变化,轴向载荷作用为工程致灾的主要影响因素。此外,岩石损伤变量与围压存在明显负相关,围压越大,岩石U_(e)释放比例越小,岩石损伤越小,围压束缚作用可有效提高岩石储能能力并抑制岩石能量的耗散与释放。 展开更多
关键词 岩石力学 应力-渗流耦合 卸荷路径 损伤特性 能量演化
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基于双重介质渗流-应力耦合模型的高压压水试验渗透参数反演 被引量:2
8
作者 王锦国 韩智颖 +3 位作者 程伟 黄瑞瑞 尤琳 杨蕴 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第8期113-119,156,共8页
高压压水试验过程中岩体易发生水力劈裂产生裂隙,岩体内部孔隙、裂隙双重导水,渗流场和应力场相互作用,导致岩体渗透参数的时空变异性。基于高压压水试验反演渗透参数需考虑双重介质渗流-应力耦合作用下产生裂隙前后渗透系数的变化规律... 高压压水试验过程中岩体易发生水力劈裂产生裂隙,岩体内部孔隙、裂隙双重导水,渗流场和应力场相互作用,导致岩体渗透参数的时空变异性。基于高压压水试验反演渗透参数需考虑双重介质渗流-应力耦合作用下产生裂隙前后渗透系数的变化规律,利用渗流-应力耦合数值模型结合工程现场高压压水试验数据进行参数反演,计算得到不同压力阶段下灰岩岩体渗透率。主要结论如下:发生水力劈裂前,随着注液压力的增大,渗透率及孔隙水压力在不同压力阶段之间分界明显,渗透率反演值与规程公式计算值相近;发生水力劈裂后,岩体渗透率增大约2倍,孔隙介质渗透率和通过的流量出现陡减现象。 展开更多
关键词 高压压水试验 双重介质 渗流-应力耦合 渗透率 水力劈裂
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应力—渗流耦合下含裂隙砂岩力学特性研究 被引量:1
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作者 曾波 冯江荣 +4 位作者 秦垦 徐尔斯 王璐 李瑞根 刘建锋 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第3期78-88,共11页
随着资源开采深度增加,高应力、高渗透压和工程扰动对岩石的力学行为影响更为复杂,尤其是复杂环境下形成的裂隙岩石,其力学行为关系到工程安全。针对深部资源开采工程中常见裂隙发育的含水层砂岩,通过室内力学试验模拟裂隙形成应力过程... 随着资源开采深度增加,高应力、高渗透压和工程扰动对岩石的力学行为影响更为复杂,尤其是复杂环境下形成的裂隙岩石,其力学行为关系到工程安全。针对深部资源开采工程中常见裂隙发育的含水层砂岩,通过室内力学试验模拟裂隙形成应力过程,制备了能够反映裂隙形成应力环境的含裂隙砂岩,并对其开展应力–渗流耦合试验,揭示含裂隙砂岩变形、强度及渗透特征,结果表明:含裂隙砂岩的变形和强度均表现出显著的围压强化效应和水压弱化效应,在低渗透压条件下,含裂隙砂岩的抗剪强度由黏聚力c和内摩擦因数f共同提供,而随着渗透压升高,抗剪强度仅由内摩擦因数f提供;渗透率随围压升高呈降低趋势,随渗透压升高呈指数函数增大的规律;同时考虑围压和渗透压的影响,提出了在围压σ_(3)≤16 MPa,渗透压P_(w)≤15MPa条件下含裂隙砂岩弹性模量随围压和渗透水压变化的预测模型。 展开更多
关键词 应力-渗流耦合 渗透率 力学特征 含裂隙砂岩
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渗流-应力耦合作用下穿断层破碎带TBM输水隧洞结构安全研究 被引量:2
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作者 康凯 张飞儒 +5 位作者 王正中 许建建 刘彪 赵玮 刘铨鸿 王鑫 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期173-182,191,共11页
为分析敞开式隧道掘进机(TBM)穿越断层破碎带深埋长输水隧洞围岩的稳定性及其支护结构的安全性,依托东庄水利枢纽北线输水隧洞工程,采用ABAQUS软件建立隧洞开挖过程渗流-应力耦合三维动态施工仿真模型,研究了隧洞开挖支护过程中断层破... 为分析敞开式隧道掘进机(TBM)穿越断层破碎带深埋长输水隧洞围岩的稳定性及其支护结构的安全性,依托东庄水利枢纽北线输水隧洞工程,采用ABAQUS软件建立隧洞开挖过程渗流-应力耦合三维动态施工仿真模型,研究了隧洞开挖支护过程中断层破碎带处围岩的稳定性和支护结构的受力特性及其变化规律。结果表明:隧洞围岩由于卸载作用其孔隙度最大值较初始状态增大了0.88%,渗透系数最大值较初始状态增大了2.59%;隧洞围岩孔隙水压力随开挖支护过程先下降—再平缓—最后回升至稳定;围岩塑性区出现在沿径向1 m范围内,等效塑性应变极值出现在围岩腰线处;锚杆应力在衬砌进行支护时达到峰值,其最大值为182.90 MPa;衬砌内、外缘均处于受压状态,衬砌环向应力值随开挖支护过程先出现最大值,随后略微减小至稳定,其值在6.66~11.92 MPa范围内;衬砌的变形整体上表现为向内收缩,收缩量从顶拱和底拱处向腰线处逐渐减小,其值在0.67~1.35 mm范围内;随着排水量的增加,围岩最大径缩量逐渐增大,衬砌外水压力折减系数逐渐减小。研究结果可为穿断层破碎带TBM隧洞工程结构设计及其安全施工和运营提供参考依据。 展开更多
关键词 输水隧洞 断层破碎带 渗流-应力耦合 隧道掘进机(TBM) 支护结构 施工仿真
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考虑渗流-应力耦合的不同降雨条件下非饱和土边坡稳定性分析 被引量:12
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作者 周亦良 贺其 +2 位作者 李明 孙志远 何丰瀚 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期57-63,共7页
降雨是诱发边坡失稳破坏的主要因素之一,由此造成的经济损失极其巨大。通过Geo-studio有限元数值分析软件,在考虑/不考虑渗流-应力耦合作用情况下,对非饱和土边坡有效应力和孔隙水压力进行对比分析,研究了不同降雨强度、持时和类型对边... 降雨是诱发边坡失稳破坏的主要因素之一,由此造成的经济损失极其巨大。通过Geo-studio有限元数值分析软件,在考虑/不考虑渗流-应力耦合作用情况下,对非饱和土边坡有效应力和孔隙水压力进行对比分析,研究了不同降雨强度、持时和类型对边坡稳定性的影响。结果表明:渗流-应力耦合作用使得表层孔隙水压力上升速度及土体基质吸力消散速度加快,土体强度降低,耦合分析得到的安全系数比非耦合分析小;降雨强度越大,雨水下渗速度越快,边坡稳定性安全系数下降速度越快;降雨持时越长,降雨入渗影响深度增加,边坡稳定性安全系数越低;前锋型降雨作用下边坡稳定性安全系数下降最快,其次是均匀型降雨,最后是后锋型降雨。 展开更多
关键词 岩土工程 降雨 渗流-应力耦合 非饱和 稳定性
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降雨条件下非饱和土边坡渗流-应力耦合分析 被引量:12
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作者 吕雨桦 梁德贤 +1 位作者 王莹 黄翔 《桂林理工大学学报》 CAS 北大核心 2021年第2期318-324,共7页
以广西兴业县某滑坡为研究对象,利用Geo-Studio软件对非饱和土边坡渗流场、应力场、变形场进行直接耦合数值模拟分析,进而总结出了非饱和土边坡稳定性及滑移面的演化规律。结果表明:边坡浅层土体对降雨响应剧烈,孔隙水压力、体积含水量... 以广西兴业县某滑坡为研究对象,利用Geo-Studio软件对非饱和土边坡渗流场、应力场、变形场进行直接耦合数值模拟分析,进而总结出了非饱和土边坡稳定性及滑移面的演化规律。结果表明:边坡浅层土体对降雨响应剧烈,孔隙水压力、体积含水量与降雨强度呈正相关性,基质吸力、有效应力锐减,引起抗剪强度下降,不利于边坡稳定;浅层土体受降雨影响,最大剪应力增大,坡顶、坡脚处位移变幅较大,易产生破坏失稳,与实际情况吻合;稳定系数最小值出现在降雨之后的一段时间,而非降雨期间,表现出一定的滞后性。数值模拟所得滑移面位置与现场调查结果相近,验证了本文方法的可靠性。 展开更多
关键词 非饱和 降雨 耦合作用 渗流 应力 稳定系数
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不同降雨条件下非饱和土滑坡三维渗流变形及稳定性数值模拟
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作者 高小霞 查文华 +2 位作者 齐新炬 许涛 纪超 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第20期8445-8454,共10页
降雨是导致滑坡稳定性的主要因素之一,为探究不同降雨条件下非饱和土滑坡渗流变形及稳定性规律,基于饱和-非饱和渗流及强度折减法相关理论,以赣东某牵引式滑坡为研究对象,在勘查和室内试验的基础上,确定了滑坡隐患体岩土参数,用AutoCAD... 降雨是导致滑坡稳定性的主要因素之一,为探究不同降雨条件下非饱和土滑坡渗流变形及稳定性规律,基于饱和-非饱和渗流及强度折减法相关理论,以赣东某牵引式滑坡为研究对象,在勘查和室内试验的基础上,确定了滑坡隐患体岩土参数,用AutoCAD软件最大程度地还原了郑坊镇西山村童山组滑坡真实地形与地质条件,建立滑坡体渗流-变形耦合三维数学模型,并通过ABAQUS有限元软件,模拟不同降雨条件下(不同降雨强度、历时和降雨停雨后)非饱和土滑坡渗流变形及稳定性动态变化过程。结果表明:坡体表层孔隙水压力随降雨强度和历时的增大而逐渐升高,渗流速度逐渐增大,饱和区逐渐向非饱和区转化,位移变形表现为逐渐增大;降雨停雨后的滑坡隐患体渗流出现滞后现象,均匀性降雨后位移变形为先增大后减小,间断型降雨在短期停雨缓冲期下位移呈现出一定的周期性。对滑坡稳定性,不同降雨强度和历时下坡体强度折减稳定性系数的变化趋势相同,但同一降雨强度下的稳定性系数变化不同,总体趋势是随历时的增加而逐渐减小;降雨停雨后均匀型降雨坡体强度折减稳定性系数变化趋势是先下降后上升,间断型降雨坡体的稳定性则呈现出一定的周期性。 展开更多
关键词 不同降雨条件 非饱和土滑坡 渗流-变形耦合 强度折减稳定性系数 数值模拟分析
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土质边坡非饱和渗流场与应力场耦合数值分析 被引量:31
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作者 田东方 刘德富 +2 位作者 王世梅 陈勇 肖诗荣 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期810-814,共5页
阐述了坡面径流-非饱和渗流分析与应力场耦合分析的重要意义和作用;介绍了在非饱和渗流分析中具有重要作用的土-水特征曲线,包括考虑固结压力条件下的土-水特征曲线,并介绍了部分试验成果以及坡面径流-非饱和渗流耦合分析的计算方法;提... 阐述了坡面径流-非饱和渗流分析与应力场耦合分析的重要意义和作用;介绍了在非饱和渗流分析中具有重要作用的土-水特征曲线,包括考虑固结压力条件下的土-水特征曲线,并介绍了部分试验成果以及坡面径流-非饱和渗流耦合分析的计算方法;提出坡面径流-非饱和渗流分析与应力场的耦合计算方法,并编制相应的有限元程序;通过算例对比了耦合与非耦合情况下应力场、渗流场的差异,说明耦合分析更符合实际,且所提出的方法是切实可行的。 展开更多
关键词 流固耦合 坡面径流-非饱和渗流 应力 -水特征曲线 有限元
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土质边坡的饱和-非饱和渗流分析及特殊应力修正 被引量:35
15
作者 谢强 田大浪 +2 位作者 刘金辉 张建华 张志斌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期879-892,共14页
基于连续多孔介质原理与混合体原理引入流-固耦合模型,采用FISH语言编制程序,建立了初始渗流场设置函数、饱和-非饱和渗流分析模块、特殊应力修正模块以及非饱和单元抗剪强度修正模块,实现了利用FLAC3D进行饱和-非饱和渗流分析,同时基... 基于连续多孔介质原理与混合体原理引入流-固耦合模型,采用FISH语言编制程序,建立了初始渗流场设置函数、饱和-非饱和渗流分析模块、特殊应力修正模块以及非饱和单元抗剪强度修正模块,实现了利用FLAC3D进行饱和-非饱和渗流分析,同时基于饱和-非饱和渗流场修正非饱和区土体单元的有效应力以及抗剪强度,完成了将FLAC3D中饱和土流-固耦合计算原理扩展到非饱和土中。在二次开发的分析模块基础上对Liakopoulos砂柱排水试验进行数值模拟,验证了计算模型和计算程序的正确性。同时也研究了降雨入渗对土质边坡的渗流场、位移场以及稳定性演变过程的影响,揭示了降雨诱发边坡失稳的机制。 展开更多
关键词 -耦合模型 初始渗流 饱和-非饱和渗流 应力修正
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基于非饱和渗流应力耦合的河堤窝崩机理 被引量:3
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作者 罗玉龙 张文捷 +1 位作者 速宝玉 盛金昌 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期327-331,共5页
从土坡稳定的角度出发,基于强度折减原理,采用饱和非饱和渗流应力耦合方法,综合分析河堤岸坡内在因素和外界动力因素对窝崩形成的作用,探讨窝崩形成机理.结果表明:饱和非饱和渗流应力耦合方法计算的窝崩最小安全系数明显小于非耦合方法... 从土坡稳定的角度出发,基于强度折减原理,采用饱和非饱和渗流应力耦合方法,综合分析河堤岸坡内在因素和外界动力因素对窝崩形成的作用,探讨窝崩形成机理.结果表明:饱和非饱和渗流应力耦合方法计算的窝崩最小安全系数明显小于非耦合方法;窝崩的本质是岸坡土体在各种不利因素的组合作用下发生的剪切破坏;黏聚力及内摩擦角是防止窝崩的有利因素,而岸坡坡角、岸坡内外水位差、河流侵蚀等是诱发窝崩的不利因素;岸坡坡比是防止窝崩的控制性因素. 展开更多
关键词 河堤 窝崩 非饱和渗流应力 应力耦合
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饱和海床土渗流-应力耦合损伤及液化破坏规律(Ⅰ) 被引量:2
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作者 刘红军 李洪江 +1 位作者 王虎 吕小辉 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1320-1326,共7页
基于重正化群理论在临界突变问题分析中的优势和岩土体的自相似特性,从海床土微观结构入手,引入三维颗粒堆积模型来描述孔隙渗流临界行为,找到了土体渗流与临界孔隙率的关系,给出了海床介质孔隙率与渗流发生的物理判别准则。在土体二元... 基于重正化群理论在临界突变问题分析中的优势和岩土体的自相似特性,从海床土微观结构入手,引入三维颗粒堆积模型来描述孔隙渗流临界行为,找到了土体渗流与临界孔隙率的关系,给出了海床介质孔隙率与渗流发生的物理判别准则。在土体二元介质理论基础上,分析了饱和海床土宏观液化与微观强度的定量关系,构建了海床土体微单元破坏的重正化群模型,并对结构面断裂损伤临界概率进行了研究。研究结果表明:海床土液化是渗流-应力耦合场共同作用的结果,微单元体断裂损伤导致液化贯通带形成,进而引起海床土的宏观液化,液化贯通带的提出对研究海床土液化破坏规律有极其重要的意义。 展开更多
关键词 重正化群 自相似 渗流 断裂损伤 液化带 渗流-应力耦合
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非饱和土渗流-变形耦合的数值分析 被引量:7
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作者 吴礼舟 黄润秋 《土木建筑与环境工程》 CSCD 北大核心 2011年第3期63-67,共5页
基于一维非饱和土的渗流-变形控制方程,采用Flex PDE(Partial differential equation)软件对该耦合方程组进行求解分析。该方法突破了解析法对非饱和土导水系数函数的特殊限定,适用于任意的土-水特征曲线表达式;还可考虑到饱和时的渗透... 基于一维非饱和土的渗流-变形控制方程,采用Flex PDE(Partial differential equation)软件对该耦合方程组进行求解分析。该方法突破了解析法对非饱和土导水系数函数的特殊限定,适用于任意的土-水特征曲线表达式;还可考虑到饱和时的渗透系数以及孔隙率是变量。与解析解相比,该数值解表现较高的精度,具有解决非饱和土耦合问题的可行性。计算分析表明,非饱和土渗流-变形耦合作用对暂态孔隙水压力分布产生重要的影响,在降雨入渗过程中需考虑土体渗流-变形耦合的影响。降雨初期,位移随着时间明显增大,地表出现下沉,考虑耦合效应的孔隙水压力慢于非耦合情况,原因是H值为正的。随着降雨持续时间的增大,地表下沉的速度减缓,到最后变形开始稳定。位移的变化快慢与孔隙水压力变化规律相同。地表沉降量还与初始孔隙水压力分布以及H值密切相关。饱和时的渗透系数以及孔隙率对非饱和土降雨入渗以及稳态流的分布产生影响,但对其地表变形产生的影响微弱。 展开更多
关键词 非饱和 渗流-变形耦合 降雨入渗 数值分析
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非饱和多孔介质中混合元法的化学-热-渗流-力学耦合的本构模拟 被引量:6
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作者 刘泽佳 李锡夔 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期397-402,共6页
在文献[1]中建立的多孔介质中化学-热-渗流-力学(CTHM)本构模型基础上,针对文献[2]建立的非饱和多孔介质中热-渗流-力学耦合分析的混合有限元方法,发展了非饱和多孔介质中混合元的化学-热-渗流-力学(CTHM)耦合本构模拟算法。采用非关联... 在文献[1]中建立的多孔介质中化学-热-渗流-力学(CTHM)本构模型基础上,针对文献[2]建立的非饱和多孔介质中热-渗流-力学耦合分析的混合有限元方法,发展了非饱和多孔介质中混合元的化学-热-渗流-力学(CTHM)耦合本构模拟算法。采用非关联流动多重屈服准则模拟非饱和多孔介质的材料非线性行为。推导了u-pw-pa-T形式的包含了耦合率本构方程积分的向后欧拉映射算法和一致性弹塑性切线模量矩阵(单元刚度矩阵)的混合元一致性算法。本文给出了临界状态线(CSL)和状态边界面(SBS)两个屈服准则的一致性算法。数值结果显示了本文所发展的混合元耦合本构模拟算法在模拟由热、化学、力学荷载共同引起的多孔介质中化学-热-渗流-力学(CTHM)耦合行为的能力和有效性。 展开更多
关键词 非饱和 混合元 化学--渗流-力学耦合分析 本构模拟
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非饱和多孔介质中热-渗流-力学耦合的混合元法 被引量:5
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作者 刘泽佳 李锡夔 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期170-175,共6页
提出了一个非饱和多孔介质中热-渗流-力学耦合分析的混合有限元方法.固相位移、应变和净应力; 孔隙水和气的压力、压力空间梯度和Darcy速度;多相混合介质的温度、温度空间梯度和热流量在单元内均为独立变量分别插值.基于胡海昌-Washiz... 提出了一个非饱和多孔介质中热-渗流-力学耦合分析的混合有限元方法.固相位移、应变和净应力; 孔隙水和气的压力、压力空间梯度和Darcy速度;多相混合介质的温度、温度空间梯度和热流量在单元内均为独立变量分别插值.基于胡海昌-Washizu三变量广义变分原理给出的多孔介质中热-渗流-力学耦合问题控制方程的单元弱形式,导出了单元公式.采用共旋公式进行几何非线性分析.数值结果证明了所提出的单元模拟以应变局部化为特征的渐进破坏的能力. 展开更多
关键词 非饱和多孔介质 混合元 -渗流-动力耦合分析 应变局部化 渐进破坏
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