两种典型级配基土-滤层渗滤系统的颗粒流模拟

基于颗粒流理论和流固耦合效应,利用PFC3D程序内置的FISH语言编程,建立基土-滤层渗流模型,针对具有不同级配特征的管涌型土(连续级配、间断级配),分别进行不同层间系数情况下的系列数值模拟试验,分析渗滤系统中基土、滤层及两者界面处的孔隙率、渗透率、基土流失百分量等参数随渗流作用时间的演化过程,并分析和评估渗滤系统的保土性和透水性。结果显示:对应于不同级配特征的管涌土,其基土-滤层渗滤系统的层间系数值(D15/d85*)都存在一个最优范围,当层间系数值在该范围内时,由基土-滤层构成的渗滤系统沿渗流方向的透水性逐渐增大,表现出良好的保土性与透水性;连续级配特征的基土自反滤能力较强,其最优层间系数值的范围较宽,而间断级配特征的基土最优层间系数值的范围较窄。

地下集水工程渗滤系统的离散元数值模拟

为从细观角度揭示渗滤系统的渗滤机理,利用颗粒流程序建立了充分考虑流固耦合效应的基土-滤层渗滤模型,对其进行不同层间系数下的系列数值模拟试验,并对渗流过程中基土、滤层及两者界面处的孔隙率、渗透率,基土流失量等参数随渗流作用时间的演化过程进行了监测。结果显示:层间系数的取值决定着滤层是否有效及渗滤系统水力特性的优劣;对于地下集水工程中的滤层设计,应能兼顾保土性与透水性的平衡,若其含水层为均匀基土,层间系数D15/d85不宜大于5;数值模拟试验结果与太沙基准则一致,说明采用颗粒流的方法对渗滤系统进行模拟研究是可靠的,因此可用其做更深一步的研究。