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摘要
裂隙岩体渗透性尺寸效应是岩体水力学研究中的一个热点问题。为探明岩体渗透性随试样尺寸的演变规律及其主控因素,从粗糙单裂隙入手,首先假定裂隙开度服从正态分布,并用COMSOL数值分析软件生成系列尺寸的粗糙单裂隙模型;然后通过求解Reynolds方程,开展变裂隙开度、粗糙度和法向应力条件下的系列尺寸单裂隙渗透数值模拟,并通过双曲线函数建立法向应力与裂隙开度之间的相关关系,间接模拟应力对单裂隙渗流的影响。数值模拟结果表明:粗糙单裂隙的渗透性存在明显的尺寸效应,其渗透系数先随试样尺寸的增加而增加,随后趋于稳定,模拟获得的临界尺寸介于12～15 m之间。通过进一步的参数敏感性分析揭示:临界尺寸与裂隙开度呈负相关关系,裂隙开度越大,渗透性临界尺寸越小,而与粗糙度和法向应力则呈正相关关系;并且相较于法向应力和裂隙粗糙度,裂隙开度对单裂隙渗透性临界尺寸的影响更显著。
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单位绍兴文理学院; 土木工程学院
