剪切粗糙裂隙渗流多尺度分形表征

TP028.8; 甘肃北山为高放废物深地质处置库场址的主预选区.针对场址区花岗岩受剪切破坏形成裂隙的渗流特性进行研究,具有重要的工程建设指导意义.为探究北山花岗岩多尺度粗糙裂隙几何特征对非线性渗流场演化的影响规律,对剪切条件下花岗岩裂隙断面的几何特征及渗流特性进行了分形建模研究.结果表明,粗糙裂隙的粗糙程度和开度在模型尺度变化过程中存在完全的自相似性,二者的分布特征在分布空间尺度变化过程中始终保持一致;渗流速度场、梯度场及散度场只存在局部特征的延续,尤其是不同尺度下对应的数量场均服从于正态分布;随着观察尺度的增大场内空间起伏逐渐减小,三场内的尖锐突变逐渐消失且向平滑过渡,这意味着观察尺度越大,...

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Published in矿业科学学报 Vol. 8; no. 5; pp. 663 - 676
Main Authors 薛东杰, 侯孟冬, 程建超, 贾震, 刘殷彤, 辛翠, 徐颜卓, 王路军
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京 100083 01.10.2023
北京低碳清洁能源研究院煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室,北京 102211%中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京 100083
Subjects
分形渗流模型
剪切破坏
fractal seepage model
粗糙断面
orthogonal shearing
roughness
粗糙度
rough section
多尺度
multiscale
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ISSN2096-2193
DOI10.19606/j.cnki.jmst.2023.05.008

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Summary:TP028.8; 甘肃北山为高放废物深地质处置库场址的主预选区.针对场址区花岗岩受剪切破坏形成裂隙的渗流特性进行研究,具有重要的工程建设指导意义.为探究北山花岗岩多尺度粗糙裂隙几何特征对非线性渗流场演化的影响规律,对剪切条件下花岗岩裂隙断面的几何特征及渗流特性进行了分形建模研究.结果表明,粗糙裂隙的粗糙程度和开度在模型尺度变化过程中存在完全的自相似性,二者的分布特征在分布空间尺度变化过程中始终保持一致;渗流速度场、梯度场及散度场只存在局部特征的延续,尤其是不同尺度下对应的数量场均服从于正态分布;随着观察尺度的增大场内空间起伏逐渐减小,三场内的尖锐突变逐渐消失且向平滑过渡,这意味着观察尺度越大,粗糙裂隙渗流被误判为平行板渗流的概率越大,即粗糙断面渗流特性的精准描述依赖于几何尺度.
ISSN:2096-2193
DOI:10.19606/j.cnki.jmst.2023.05.008