渗流-化学溶解耦合作用下岩石单裂隙渗透特性研究-岩土力学.PDFVIP

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2017-10-24 发布于天津
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渗流-化学溶解耦合作用下岩石单裂隙渗透特性研究-岩土力学

第31 卷第11 期岩土力学 Vol.3 1 No. 11 20 10 年11 月 Rock and Soil Mechanics Nov. 20 10 文章编号：1000－7598 (2010) 11 －3361 －06 渗流-化学溶解耦合作用下岩石单裂隙渗透特性研究 1 1, 2 1 3 1 4 速宝玉，张文捷，盛金昌，许孝臣，詹美礼，刘继山（1. 河海大学水利水电工程学院，南京 210098 ；2. 江西省水利厅，南昌 330009 ；3. 浙江广川工程咨询公司，杭州 310000 ； 4. 西澳大利亚大学机械与化学工程系，Perth 澳大利亚）摘要：为揭示在渗流-化学溶解耦合作用下单裂隙渗透特性的变化规律，建立了描述二维渗流-化学溶解耦合作用的偏微分方程组，并利用COMSOL Multiphysics 软件成功地求解该方程组。首先，模拟了文献[1]中的盐岩渗流-溶解耦合渗流试验结果，数值模拟结果与试验结果较为吻合，验证了数学模型的正确性和有效性。然后，利用分形理论生成了一个粗糙的裂隙面数字模型，着重分析了二维石灰岩粗糙裂隙面在水流、矿物溶解和输运过程中其渗透特性的变化规律。数值分析显示，（1）溶质浓度对裂隙面的溶解具有非常重要的作用，从而水流进口端的溶解厚度比出口端大得多。（2 ）裂隙的整体渗透性在初始时刻增加较慢，随着裂隙开度的增大和贯通，溶解速度会逐渐增大，是一个加速的过程。关键词：岩石裂隙；渗流-化学溶解耦合过程；数值模拟；分形理论中图分类号：TU452 文献标识码：A Study of permeability in single fracture under effects of coupled fluid flow and chemical dissolution 1 1, 2 1 3 1 4 SU Bao-yu ，ZHANG Wen-jie ，SHENG Jin-chang ，XU Xiao-chen ，ZHAN Mei-li ，LIU Ji-shan （1. College of Water Conservancy and Hydropower Engineering, Hohai Universit