文献类型：期刊文章

作　　者：周宗青[1,2,3,4] 李利平[1,2] 石少帅[1,2] 刘聪[1] 高成路[1] 屠文锋[1] 王美霞[1]

ZHOU Zong-qing;LI Li-ping;SHI Shao-shuai;LIU Cong;GAO Cheng-lu;TU Wen-feng;WANG Mei-xia(School of Qilu Transportation,Shandong University,Jinan,Shandong 250002,China;Geotechnical and Structural Engineering Research Center,Shandong University,Jinan,Shandong 250061,China;Key Laboratory of Geotechnical Mechanics and Engineering of Ministry of Water Resources,Yangtze River Scientific Research Institute,Wuhan,Hubei 430010 China;State Key Laboratory of Mining Disaster Prevention and Control Co-founded by Shandong Province and the Ministry of Science and Technology,Shandong University of Science and Technology,Qingdao,Shandong 266590 China)

机构地区：[1]山东大学齐鲁交通学院,山东济南250002 [2]山东大学,岩土与结构工程研究中心,山东济南250061 [3]长江水利委员会长江科学院,水利部岩土力学与工程重点实验室,湖北武汉430010 [4]山东科技大学,山东省矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地,山东青岛266590

出　　处：《岩土力学》

基　　金：国家自然科学基金(No.51709159,No.51911530214);山东省重点研发计划(No.2019GSF111030);长江科学院开放研究基金资助项目(No.CKWV2018468/KY);山东省矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地开放基金资助项目(No.MDPC201802)。

年　　份：2020

卷　　号：41

期　　号：11

起止页码：3621-3631

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2017、CAS、CSCD、CSCD2019_2020、EI、IC、JST、RCCSE、SCOPUS、WOS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：针对岩体渐进破坏和充填体渗透失稳两种典型突涌水灾害,阐述了动力扰动、开挖卸荷与高水压三者联合作用下岩体渐进破裂机制,以及高渗透压作用下充填体"变强度-变渗透性-变黏度"的渗透破坏机制。针对渗透破坏突涌水的变黏度机制,采用DEM-CFD耦合计算方法,开展了流体黏度对渗透破坏机制影响的定性模拟研究,分析了流体黏度对平均接触力、流量(流速)、孔隙率、颗粒运移过程、运移轨迹以及临界水力梯度的影响规律。结果表明,低黏度条件下的临界水力梯度比高黏度条件下的要小,换言之,低黏度条件下充填体更容易发生渗透破坏;平均接触力对水力梯度临界值的响应最为敏感,而流量难以准确反映该信息。从渗透破坏突涌水的变黏度机制这单一角度出发(不考虑渗透性增大的影响),随着黏性介质流入水体,流体黏度会增大,但流动速度会降低,两者共同作用下反而阻碍了渗透破坏过程的发展。最后,采用DEM-CFD计算方法,对工程尺度突涌水过程进行了模拟,再现了突涌水优势通道的形成与扩展过程,并指出了实现突涌水灾变机制模拟所需解决的参数选取与定量分析难题。

关 键 词：突涌水灾害  灾变机制  流体黏度  渗透破坏  DEM-CFD  数值模拟

分 类 号：TU411]