裂隙含水介質(zhì)滲流應力兩場耦合數(shù)值模擬程序設計應用.pdf

1、裂隙巖體的水力學特性對巖土工程活動產(chǎn)生重要影響，如地下洞室開挖的涌突水，大壩壩基修建，石油、地熱開采，化學物品、核廢料的埋藏，礦井設計等，都不可避免地涉及到裂隙水運動的問題。目前，對裂隙巖體滲流特性的研究，基于平行板模型導出的立方定律已廣為巖土工程界所接受，許多學者進一步對立方定律的有效性做了大量研究，通過隙寬和粗糙度對立方定理進行修正。 本文在總結前人研究結果的基礎上，闡述了裂隙含水介質(zhì)滲流應力耦合的基本理論，包括巖體結構面類

2、型，單裂隙面力學變形性質(zhì)，單裂隙滲流應力耦合的基本原理等等。并且針對裂隙巖體等效連續(xù)介質(zhì)數(shù)學模型進行具體分析，介紹了裂隙含水介質(zhì)滲流應力耦合數(shù)學模型計算的基本方法，分別研究了滲流場對應力場的影響作用以及應力場對滲流場的影響作用。通過公式推導得到了滲流場和應力場耦合的有限元控制方程。在這個過程當中，詳細介紹了有限單元法的基本思想和求解方法以及在有限元數(shù)值模擬過程中求解非線性方程的初流量法。 本文根據(jù)推導的裂隙巖體滲流應力耦合的有限

3、元數(shù)值模擬方程，運用北京飛箭公司開發(fā)的有限元自動生成程序FEPG(Finite E1ement Program Generator)來模擬裂隙巖體滲流問題。本文通過該軟件編寫了計算位移、孔隙水壓力以及應力的pde文件，描述荷載邊界的fbc文件以及耦合系統(tǒng)算法文件和生成位移、流量單元的算法文件nfe。通過這些文件得到有限元計算程序，將有限元計算程序運用到算例當中得出如下結論： (1)裂隙巖體滲透性隨應力的變化是不可忽略的。在裂隙巖