岩体粗糙单裂隙流体渗流机制的实验研究

岩体的天然裂隙结构与渗流行为异常复杂,岩体裂隙渗流机制与定量描述一直是岩土、矿业、地质、石油及天然气工程高度关注的难点问题．为了探究岩体粗糙裂隙的渗流机制和粗糙结构的影响,本文通过岩体单裂隙物理模型的水渗流实验,利用Weierstrass-Mandelbrot分形函数和PMMA材料制作了不同分形维数粗糙单裂隙的物理模型,利用高速摄相机记录了粗糙裂隙水渗流的全过程,分析了水渗流性质随裂隙粗糙性的变化规律及粗糙结构对渗流机制的影响,阐述了粗糙结构中水渗流的流动阻力构成,建立了水流阻力与裂隙粗糙性关系的分形模型,提出了粗糙单裂隙分形等效渗透系数和计算公式,为理解和定量描述岩体粗糙单裂隙渗流性质及其与裂隙结构之间的关系提供了实验依据和参考．     

耦合多水动力过程的二维山坡产汇流数值模型及其在壤中流模拟中的应用

基于物理性水分运动方程的山坡产汇流数值模型是进行降雨产流机制和规律研究的重要工具,当前还缺乏耦合地表水、土壤水和地下水多水动力过程的、具有较高计算效率和稳定性的二维山坡产汇流数值模型．本研究耦合地表水流动的圣维南方程组、变饱和土壤水分运动的Richards方程,采用有限差分法,对边界条件进行了改进,建立了THRM模型,对实验山坡实测壤中流过程有很好的模拟效果,通过数值试验揭示了边界条件、网格大小、初始含水率等对计算稳定性和计算效果的影响规律,所建模型对于山坡产流研究有应用价值,分析结论对壤中流数值模拟有参考意义．     

求解渗流自由面的有限元混合不动点法

基于有自由面渗流分析的高斯点,建立了求解渗流问题的非光滑非线性方程组模型和求解此类问题的有限元混合不动点算法,此方法属于固定网格法,只需划分一次网格,不需要对数据做任何近似处理,完全利用程序迭代计算渗流自由面.讨论了非光滑方程组解的存在性和该不动点算法的收敛性,通过节点压强插值绘制出渗流自由面.算例结果表明,该方法简单且收敛速度快.对不动点法的收敛性分析为迭代法的收敛提供了理论依据.     

低裂隙密度条件下三维裂隙岩体的有效渗透性

裂隙岩体的渗透性是许多地下工程的重要参数之一。低裂隙密度下岩体渗透性特征与目前广泛研究的高裂隙密度显著不同,并且具有强烈的不确定性。该文首先提出了一种裂隙多孔介质渗流数值方法,该方法建立在等效离散裂隙网络模型之上,采用二维三角形单元网络等效描述三维岩体的孔隙基质和裂隙,推导了等效单元导水系数的解析表达式。该方法自然考虑了裂隙与基质之间的流量交换,且无需添加额外的参数。随后,对不同裂隙密度、不同研究尺度的裂隙岩体渗透性进行了Monte-Carlo模拟。结果表明:裂隙网络是否贯通研究区域对有效渗透性影响巨大;裂隙岩体的有效渗透性在低密度区间内存在独有的尺度效应;将岩体的渗透性依据网络是否贯通分类后,两类渗透性平均值依据样本尺度呈现规律变化,该规律能够用帮组建立不同尺度下岩体有效渗透性之间的关系。     

矿山采空区调查中测量工作流程手段和方法探讨

作者根据自己的实际工作，对矿山采空区调查中测量工作的流程手段和方法，提出了六个步骤的想法进行了探讨。     

龙桥铁矿复杂采空区的探测及处理方案

安徽省庐江县龙桥铁矿-320 m水平采空区,发生局部塌落导致现有采空区形态不详,为保证下部矿体正常安全开采,在地表不允许塌落的情况下,采用留设隔离矿柱的方案来隔离上部采空区.在钻孔探测确定采空区形态的基础上,应用FLAC3D程序建立三维数字模型,分析了留设不同厚度隔离层对整个采空区应力分布的影响及自身稳定程度.结果表明:留设25 m厚的水平隔离矿柱可以有效地分担地压分布情况,能够保证下部矿体安全开采.     

调节水位对橡胶坝坝基渗流影响的分析

橡胶坝对河流进行水位调节是为了控制上游河流水位。本文为了探讨调节水位对橡胶坝坝基的渗流影响,对橡胶坝坝基进行三维有限元计算模拟研究,并对研究结果进行简要的分析和讨论。     

基于客户-银行耦合网络的金融危机传染模型

借助统计物理中的靴襻渗流理论来描述危机传染中客户与银行间的相互作用,发现金融危机传染也具有相变现象;模拟结果表明银行间的信贷联系使银行网络具有吸收流动性冲击的作用,但随着银行网络连通程度的增强这种作用可能会被削弱.     

高位堵漏治理采空区瓦斯溢出技术的探索和应用

影响已封闭采空区瓦斯溢出和遗炭氧化自燃然的最根本原因是漏风。从根本上堵绝漏风通道,隔绝供氧条件,实现采空区防瓦斯溢出及一氧化碳的治理至关重要。传统的注浆工艺因采空区空间大,需注入老塘浆体,消耗量巨大,无以实现真正意义上的高压＂堵漏＂。针对张集煤矿-700m东三采区9365采空区防漏风堵漏技术的典型案例探讨,通过对注浆工艺的创新,为从根本上实现采空区防漏风防瓦斯溢出提供有效途径。     

活得好"悬"——聚焦矿区采空区安全

“说我们脚踩大地，可家园却悬在半空；说我们悬在半空，可脚下踩的是大地；就这样我们担惊受怕地过了一年又一年，真怕有一天同大地一起陷入地狱。”这是笔者在花垣县矿区采空区采访时，在一位农民的日记里看到的一段话。