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题名新型数控岩石节理剪切渗流试验台的设计与应用
被引量：17
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作者
王刚
蒋宇静
王渭明
李廷春
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机构
山东科技大学土木建筑学院
山东科技大学矿山灾害预防控制教育部重点实验室
日本长崎大学工学部
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出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第10期3200-3208,共9页
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基金
山东省"泰山学者"建设工程专项经费资助
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文摘
岩石节理的应力渗流耦合性质对工程结构稳定性的影响普遍存在于各种岩体工程中,而进行岩石节理的室内剪切-渗流耦合试验,是一种有效的研究手段。采用新型数控岩体节理剪切渗流耦合试验台,应用全数字伺服控制系统,实现了对试验进程的平稳控制以及试验数据的多路同步实时采集和处理;通过剪切盒的精细设计,提高了剪切盒可承受的渗透压力值,并保证试验过程密封性能良好的同时实现了柔性边界条件。在恒定渗透压力作用下,分别进行了不同边界条件下的剪切渗流耦合试验,试验结果验证了该试验装置的可靠性和实用性,将能为岩体工程的合理设计提供有效数据依据。该试验台可以应用于地下核废料储存、水利水电地下洞室、水下隧道、采矿等工程有关问题的研究中。
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关键词
岩石节理
剪切盒
高渗透压力
恒定法向刚度
全数字伺服控制
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Keywords
rock joint
shear box
high seepage pressure
constant normal stiffness
whole numeric servo-controlled control system
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分类号
TU452
[建筑科学—岩土工程]
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题名交叉裂隙水力学开度的计算及非线性水力特性研究
被引量：10
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作者
刘日成
蒋宇静
李树忱
李博
王肖珊
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机构
日本长崎大学工学部地盘环境研究室
山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点试验室培育基地
山东大学岩土与结构工程研究中心
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出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第6期1581-1590,共10页
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基金
国家自然科学基金(No.51379117)
日本学术振兴会青年基金B(No.15K18302)
青年科学基金(No.51109209)
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文摘
基于人工交叉裂隙模型,通过室内透水试验,得到了不同进口与出口组合时的流量和压力变化的关系曲线。同时结合串联裂隙水力学开度的计算公式,利用最小二乘法求解超静定方程组,计算交叉裂隙中每个裂隙单元的水力学开度。通过拓扑得到裂隙交叉点的几何尺寸,并求解Navier-Stokes方程,研究裂隙交叉对其水力特性的影响。结果表明,通过室内试验和串联裂隙水力学开度计算公式相结合的方法,可以准确计算每个裂隙单元的水力学开度。当雷诺数Re较小时,交叉点内部的流体成稳态层流流动;当雷诺数较大(比如Re≥100)时,可以观测到明显的漩涡,说明流体的惯性力远大于黏性力,经典的立方定律不再适用。对于1个进口2个出口的情况,出口的流量分配比率与雷诺数成二次函数关系,随着雷诺数的增大,流量分配比率的非线性越来越明显,其最大分配比率变化超过15%。出口的水力学开度e与初始水力学开度(即力学开度E0)的比值e/E0和雷诺数Re也具有二次函数关系。当Re<1时,e=E0呈线性关系;当1<Re<10时,e/E0具有较弱的非线性;当雷诺数Re>10时,e/E0呈现出较强的非线性;利用该关系式可以得到修正的立方定律,从而进一步求解交叉裂隙的水力特性问题。
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关键词
交叉裂隙
水力特性
NAVIER-STOKES方程
水力开度
力学开度
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Keywords
crossed fracture
hydraulic characteristics
Navier-Stokes equation
hydraulic aperture
mechanical aperture
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分类号
TU452
[建筑科学—岩土工程]
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