裂隙巖體熱流模型研究.pdf

1、本文在閱讀國(guó)內(nèi)外大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了裂隙巖體中相互影響的滲流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的分布特征，建立了能真實(shí)反映裂隙巖體溫度和滲流分布的裂隙巖體熱流模型?；诹黧w力學(xué)和傳熱學(xué)的基本原理，分析了平板裂隙滲流和圓柱形通道滲漏兩種情況下整個(gè)裂隙巖體的溫度分布特征，討論了流量、流體與巖體溫差等因素對(duì)裂隙巖體溫度場(chǎng)分布的影響，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)溫度場(chǎng)分布，推導(dǎo)出裂隙內(nèi)的滲流量、等效水力隙寬等滲流場(chǎng)參數(shù)，如此實(shí)現(xiàn)：采集大量現(xiàn)場(chǎng)溫度數(shù)據(jù)→總結(jié)溫度分布特征→反演現(xiàn)場(chǎng)裂

2、隙水流通量、等效水力隙寬等水文地質(zhì)參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)利用溫度場(chǎng)探漏的目的。最后，結(jié)合具體工程實(shí)例，驗(yàn)證了模型的正確性。本文主要工作如下： (1)分析了裂隙巖體的溫度場(chǎng)、滲流場(chǎng)分布特征以及相互影響。大裂隙或斷裂在滲流區(qū)域中起主要導(dǎo)水作用，直接影響溫度場(chǎng)的分布，而低溫水流的加入使整個(gè)地區(qū)形成以裂隙為最低溫度面，形狀近似平行于裂隙分布的溫度場(chǎng)。 (2)建立了平板裂隙熱流模型。針對(duì)裂隙巖體中裂隙對(duì)滲流的主控作用，借鑒了單裂隙平行板模

3、型，考慮了對(duì)流換熱，根據(jù)動(dòng)量守恒、質(zhì)量守恒和能量守恒定律建立了平板裂隙熱流模型，并分別進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)下的一維和二維建模與求解。 (3)建立了圓柱形滲漏通道熱流模型。根據(jù)裂隙巖體地區(qū)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的滲漏通道有許多為圓柱形這一情況，類比平行板熱流模型，建立了圓柱形滲漏通道熱流模型，借助數(shù)學(xué)物理方法對(duì)模型進(jìn)行求解，得到穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)熱流模型下的一維和二維解析解。 (4)結(jié)合工程實(shí)踐，應(yīng)用所建立的數(shù)學(xué)模型對(duì)工程中的滲流場(chǎng)分布以及相應(yīng)的水