膨脹性充填裂隙水力持性數(shù)值模擬.pdf

1、近年來，滑坡、泥石流災(zāi)害頻繁發(fā)生。這些地質(zhì)災(zāi)害不僅嚴(yán)重影響到當(dāng)?shù)厝嗣竦纳?cái)產(chǎn)安全，而且也影響到了當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，所以有效地預(yù)報(bào)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生并加以防治就顯得十分迫切。根據(jù)報(bào)道，在這些地質(zhì)災(zāi)害中，有相當(dāng)一大部分是由于當(dāng)?shù)氐膸r體中存在膨脹性充填物所致。本文的研究方案是從膨脹性充填物的基本性質(zhì)出發(fā)，來研究膨脹性充填裂隙的應(yīng)力應(yīng)變以及滲流特性。膨脹性充填物是指在這些充填物中，充填物主要有親水礦物組成，這些礦物具有吸水膨脹、軟化、崩解和失

2、水急劇收縮，并能產(chǎn)生往復(fù)變形的特殊的黏土。充填物在遭遇到連續(xù)降水后，體積急劇膨脹，失水后體積急劇收縮。這些充填物在反復(fù)的失水吸水的過程中，其產(chǎn)生的膨脹力對(duì)充填物周圍的巖體以及巖壁產(chǎn)生應(yīng)力擾動(dòng)。應(yīng)力擾動(dòng)的大小也跟充填物中膨脹性物質(zhì)的多少有關(guān)，膨脹系數(shù)會(huì)隨著膨脹物質(zhì)的增加而增大。ANSYS10.0是大型通用的有限元分析件，是迄今為止在世界范圍內(nèi)唯一通過IS09001質(zhì)量認(rèn)證的計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)設(shè)計(jì)分析類軟件。
　　 本文利用A

3、NSYS10.0軟件對(duì)充填裂隙進(jìn)行了三維有限元數(shù)值模擬，獲得了它們?cè)诹严秾挿謩e為6mm、8mm、10mm的位移、應(yīng)力以及應(yīng)變。根據(jù)滲流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的相似性，利用熱分析模塊來模擬滲流，從而獲得膨脹性充填裂隙水力特性數(shù)值模擬結(jié)果。根據(jù)模擬結(jié)果，研究了水對(duì)膨脹性充填裂隙的力學(xué)影響，并初步探討膨脹性充填裂隙的本構(gòu)關(guān)系。
　　 所有的模擬結(jié)果表明：充填物在遇水時(shí)對(duì)巖壁以及巖體產(chǎn)生的應(yīng)力可以達(dá)到原來的幾十倍，裂隙內(nèi)充填物的多少對(duì)應(yīng)力應(yīng)變也有影