为了降低事故的发生概率,最大程度的保护人民的生命和财产安全。迫切的需要我们对裂隙渗流和突水溃沙做出更深了解和研究。 

渗流是一种现象,它是通过多孔介质或裂缝介质的流量密切相关的人类工程活动。相关理论在水电工程的重要应用,建筑工程,边坡工程,基础工程等。

对于突水溃沙我们正常的研究方式有两种:理论研究和实验室研究。两者相比而言:实验室研究更加全面和具体,所以我们选择实验室研究。 

我们需要通过试验研究水沙在裂隙中的渗流特性,了解渗流特性在哪些外因,内因下会发生突变,从而防止突水溃砂的出现。

1。2国内外研究现状

裂隙渗流的主要研究内容包括两个方面,一是渗透性及其影响因素分析,二是渗流模型的建立与渗流场的分析、计算。 

在这种情况下涌现了许许多多的的单裂隙渗流的研究。从20世纪50年代开始出现,单裂隙试验开始出现,从中研究出立方定理:

(1)单裂隙是构成岩石裂隙的基本要素,有必要对单一裂隙渗流的渗流进行研究。经过复杂的研究和数据分析,得到了基本理论、三次法。根据理想的光滑平面裂缝得出单位放电的问题,并对第三种功率的间隙宽度关系称为三次法。其表达式为:

                           

式中:q为单宽渗流量;J为水力比降;e为裂隙开度(隙宽);g为重力加速度;v为水流运动粘滞系数,在水温为15度时,v=1。14*10负6次方。

单裂隙渗流是我们对渗流研究的基础,各种渗流研究也建立在单裂隙渗流的基础之上。但是对渗流度的研究不能仅仅局限在单裂隙的研究。在采矿工程中,岩体含有不同程度的断层、节理、裂隙等不连续性,以及断层的大小与位置、方向和密度节理面、裂隙张开、裂隙面粗糙度、渗流路径等,连接度之间的裂缝,两人的差距表面接触面积率,充填裂隙岩体渗透性参数的范围和材料因素影响很大,形成不均匀和各向异性渗水岩体的显著特征。

(2)田开铭和万力等对狭缝宽度范围交叉裂隙渗流的开创性的理论和实验研究,发现交叉裂隙水漂移现象,如图14所示。研究发现,通过狭窄的裂缝裂纹全部交叉点大裂缝流入水流狭缝宽度。通过交叉口裂隙水流流速增大,小裂隙水流减小。

11裂隙水偏流示意图

  (3) 张公一在论文《裂隙岩样渗透试验系统叶轮式搅拌池流场仿真及分析》

中,改善水和沉积物的沙,设计了一个水渗滤系统。透气性测试仪有两体,底座上的升降机构的手轮驱动,在另一套电动底座的升降机构。

   张公一主要对水沙搅拌机进行了设计,但是他的渗流仪也是完整的有不小的借鉴意义。

   

      12上底座升降机构                       13链轮链条传动机构

1—手轮;2—丝杠螺母机构;3—上底座;4—上支撑板;5—下底座;

6—下支撑板;7—链轮链条传动机构;8—止推轴承;9—螺母;

10—高精度滚珠丝杠;11—顶板;12—联轴器;13—蜗轮蜗杆减速箱;14—密封材料;15—调节块;16—导向柱;17—减速机;18—电机

14裂隙岩样渗流试验系统

  研究裂隙渗流的同时,也有碎岩防渗记忆研究的很多人:在裂隙岩体渗流场取决于岩体介质的渗流特性,但中渗流特征不是孤立存在,它也可以与其它字段变量,如损坏场,应力场,温度场等,应在多场耦合模型被认为是考虑。渗流场,应力场和损坏场的耦合作用,通常在实践中考虑。研究表明,挖掘和卸载的作用下,现有的裂缝已经关闭,开放,裂纹,扩大和巩固。在一方面,岩体的力学性能产生显著弱化和强烈的各向异性,因此,有可能改变岩体的应力场;另一方面,有可能形成新的流裂缝网络,其中显著改变渗流场。渗水和岩体的应力之间的相互作用是互相关联,这就是所谓的断裂岩体。

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