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陷落柱的变质量渗流特性及其突水危险性数值模拟
  • 198
  • 作者

    张凯姚邦华吴松刚张宏图

  • 单位

    中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室河南理工大学安全科学与工程学院

  • 摘要
    基于多孔介质渗流理论,推导了流固耦合作用下陷落柱充填物颗粒的质量守恒方程、动量守恒方程以及陷落柱孔隙率演化方程,建立了陷落柱的变质量渗流力学模型和相应的数值计算模型。假定陷落柱内岩体孔隙率服从Weibull分布,利用多物理场耦合软件COMSOL Multiphysics对所建的数值计算模型进行了求解,得到了不同时刻陷落柱内孔隙率和渗流速度的分布图,以及渗流量随时间变化曲线。研究结果表明:1)初始阶段陷落柱内部渗流通道随机分布,在水流对不同孔隙度的岩体侵蚀作用下,最后演变成数条主要的渗流通道;2)陷落柱的整体渗流速度在初始时刻增加较慢,随着孔隙度的增大和贯通,渗流速度会加速增大。
  • 关键词

    陷落柱突水机理变质量渗流数值模拟

  • 基金项目(Foundation)
    国家重点基础研究发展计划(973)项目(2013CB227900,2012CB723100)；国家自然科学基金项目(51304072,U1261201)；
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