裂隙巖體熱流模型研究.pdf

1、本文在閱讀國內(nèi)外大量文獻的基礎(chǔ)上，詳細分析了裂隙巖體中相互影響的滲流場和溫度場的分布特征，建立了能真實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力學和傳熱學的基本原理，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裂隙巖體溫度場分布的影響，根據(jù)現(xiàn)場溫度場分布，推導出裂隙內(nèi)的滲流量、等效水力隙寬等滲流場參數(shù)，如此實現(xiàn)：采集大量現(xiàn)場溫度數(shù)據(jù)→總結(jié)溫度分布特征→反演現(xiàn)場裂

2、隙水流通量、等效水力隙寬等水文地質(zhì)參數(shù)，從而實現(xiàn)利用溫度場探漏的目的。最后，結(jié)合具體工程實例，驗證了模型的正確性。本文主要工作如下： (1)分析了裂隙巖體的溫度場、滲流場分布特征以及相互影響。大裂隙或斷裂在滲流區(qū)域中起主要導水作用，直接影響溫度場的分布，而低溫水流的加入使整個地區(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。 (2)建立了平板裂隙熱流模型。針對裂隙巖體中裂隙對滲流的主控作用，借鑒了單裂隙平行板模

3、型，考慮了對流換熱，根據(jù)動量守恒、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)場實測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)學物理方法對模型進行求解，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)合工程實踐，應(yīng)用所建立的數(shù)學模型對工程中的滲流場分布以及相應(yīng)的水