作者：张燕; 周轩; 叶剑红岩石力学两相流裂隙网络大开度裂隙非线性渗流openfoam
摘要：裂隙渗流对矿产地下巷道开采、水电洞室开挖等工程具有重要的不利影响。当围岩扰动裂隙带内的裂隙开度较大,且与中~高压含水地层发生水力连通,就会形成高速非线性渗流导致的涌水、突水等灾害。前人对裂隙岩体渗流开展了卓有成效的研究工作,但基本上都针对单裂隙或简单交叉裂隙,以及采用简化的适用于低速层流的立方定律来描述渗流过程;对复杂裂隙网络、裂隙粗糙度、高速非线性渗流、局部湍流等问题有待于进一步开展工作。本文采用两相流理论,利用计算流体动力学开源软件平台Open Foam为研究工具,系统地研究包含大开度裂隙网络的岩体内部的高速非线性渗流的过程特征。计算结果精细地捕捉到了大开度裂隙网络高速渗流的进水、驱气、出水过程;揭示了渗流速度的分布、变化特征。同时还确认裂隙渗流中边界层的存在,给出边界层内的黏性剪应力、渗流雷诺数、渗流耗能以及等效渗透系数的量级。研究表明,采用两相流理论精细求解米级尺度的裂隙岩体内的非线性渗流过程是可行的。
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