渗流—应力耦合随机性分析方法与应用

基于摄动随机有限元法计算参数随机性对渗流-应力耦合问题的影响,以渗透系数和弹性模量为基本随机量,推导了渗流-应力耦合摄动随机有限元迭代格式,在此基础上对现有计算渗流场和应力场的单场随机计算程序进行改造.使用改造程序对某大坝渗流-应力耦合问题进行分析,并与商用软件计算结果进行对比.结果表明,两种方法计算结果基本一致,揭示了工程实际中的流固耦合规律,改造的程序还可以输出商用软件未涉及的随机特征.

二氧化碳捕集和埋存可靠性模拟与评价

目前在二氧化碳(CO2)的捕集和埋存(CCS)技术中,国内外主要研究的埋存方法有地质埋存、海洋埋存和矿化埋存等,其中地质埋存又可细分为油气藏封存、盐水封存和煤层封存。本文主要对国内外CCS技术的发展和现有成果做一简单总结,并着重对煤层封存技术中相关力学公式进行了推导,以及盖层完整性对埋存力学性质的影响做一研究,从而对煤层封存中地质埋存环境可靠性进行模拟和评价,为地质埋存环境的选择提出可靠性的建议。

岩石类材料振动裂隙扩展试验和数值分析

岩性体振动裂隙扩展是路基、桥梁、振动施工和防震等领域共同关注的问题。通过自制惯性加载装置联合振动实验台,对12组含边中穿透裂隙的板状相似岩样进行振动加载试验,观测裂隙扩展和贯通规律,并利用PFC颗粒流软件建立试验对应模型,进一步分析裂隙扩展的控制机制。结果表明,不同区域振动变形的相位差会促进裂隙的扩展行为;边裂隙的起裂方向与振动方向夹角较小,约在±10°以内,且与振向相同的边裂隙最容易扩展,与振向相同的边—中裂隙对最容易贯通;破坏频率与裂隙间距呈正相关性,并且随着裂隙倾角和振向夹角的增大,裂隙扩展越来越困难,垂直振向的裂隙最难扩展;振动裂隙扩展路径为裂尖最近路线,符合能量最小原理。

岩体交叉裂隙水流分配特性研究

岩体交叉裂隙的水流分配特性对揭示水体运移规律、人工疏导地下水、优化水力压裂方案等具有指导作用。文章利用自制裂隙渗流实验装置测试了常见"一进两出""人"字裂隙开度、交叉角度变化时的流量分配特性。利用交叉控制体模型和雷诺输运方程分析了产生流量差异的原因。结果表明,偏流来自惯性力与裂隙壁面法向力作用产生的漩涡;流量分配只受进口和旁路裂隙开度的影响,与交角和水力梯度无关;旁路流量比(旁路流量与进口流量之比)与裂隙开度间存在实验幂次定量关系。