| 复杂裂隙网络无压渗流分析的变分不等式提法 |
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| 作者姓名： | 姜清辉 叶祖洋 姚池 周创兵 |
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| 作者单位： | [1]武汉大学土木建筑工程学院,武汉430072 [2]武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,武汉430072 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金（批准号：51079110）;国家重点基础研究发展计划（“973”计划）（批准号：2011CB013506）资助项目 |
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| 摘 要： | 通过对仅适用于湿区裂隙渗流的Darcy定理进行延拓处理,并将潜在溢出面归纳为Signorini型互补边界条件,建立了定义在裂隙网络全域上无压渗流问题的偏微分方程（PDE）提法.为了减小试探函数的选取难度和消除溢出点的奇异性,进一步发展了与PDE提法等价的变分不等式（VI）提法,并给出了离散型变分不等式提法的有限元数值求解格式、迭代算法与计算流程.由于使用了连续型的Heaviside函数代替阶跃型函数,避免了对位于过渡区域裂隙单元进行积分时形成的数值跳跃,从而显著提高了有限元数值求解过程中的稳定性.典型算例的计算结果验证了该方法的有效性和可靠性,并表明基于离散裂隙网络模型的无压渗流分析不但可以较好模拟裂隙岩体渗流的非均质性和优势水流方向,还可以准确预测坡体内部排水结构的渗流量,为裂隙岩体边坡防渗排水系统的优化布置提供科学依据.
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| 关 键 词： | 裂隙网络 渗流 自由面 变分不等式 Signorini型条件 |
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