作者：郭影; 姜忻良; 曹东波; 白铁钧; 朱广轶; ...数值分析岩体渗流特性强度弱化有限体积法
摘要：传统的渗流数值计算方法难以较真实地描述岩石材料性能劣化和渗透性演化机制。该文提出了一种渗流吸水诱发岩体强度弱化的有限体积数值计算方法。利用高斯散度定理采用有限体积法求解水在岩体中的渗流过程及岩体的变形破坏过程,建立了基质吸水引起岩体模量及强度弱化的理论模型及相应的数学表述。基于考虑吸水弱化算法的各向同性孔隙渗流模型,模拟了低、高两种边界流体压力下某粉砂岩试样的吸水软化过程和不同吸水时间下试样的单轴压缩过程。数值算例表明:边界流体压力越高,试样达到整体饱和状态的时间越快;渗流初期以自由水渗流填充孔隙为主,渗流后期以孔隙内自由水向基质吸水的转化为主;边界流体压力对渗流速率具有明显控制作用,但对基质吸水速度无影响;随着吸水时间的增加,试样的强度(黏聚力、内摩擦角)逐渐减小至残余值,得到的基质吸水含量随时间变化的数值解与理论解基本一致,表明了数值算法的计算精度,可以用于隧道突水、围岩稳定性等实际岩体工程问题的渗流-应力耦合效应分析。
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