辐射流动条件下粗糙圆盘裂隙中浆-水两相流特征

裂隙灌浆是处理坝基工程地质问题的重要手段,而现有的裂隙灌浆研究常忽略了水相对浆液扩散过程的影响,不能真实反映浆液侵入过程。为了准确地模拟坝基裂隙灌浆过程,采用相场法分析了裂隙介质中浆液侵入特征,构建了考虑水相作用的粗糙圆盘裂隙数值模型,分析了裂隙粗糙度、裂隙开度、灌浆速度、灌浆压力对辐射流动条件下浆液侵入特征的影响。研究结果表明:恒定灌浆速率条件下,相界面移动速率随时间逐渐减小;粗糙凸起体会引起黏性耗能,导致粗糙圆盘孔口压力显著大于光滑圆盘;恒定灌浆压力条件下,提高灌浆压力比延长灌浆时间更加有效,开度越小浆液侵入量越小;灌浆驱水效率不仅受粗糙度大小的影响,还与凸起体的分布相关;灌浆孔附近的粗糙凸起体引起的剪切速率扰动大于远场的。