- 三相耦合渗流侵蚀管涌机制研究及有限元模拟被引量：11
- 2013年
- 管涌的发生、发展过程是土骨架相在渗流作用下侵蚀为可动细颗粒相,并随水相在孔隙通道中运移流失的过程。在该过程中,渗流与侵蚀相互耦合,相互促进,水相、土相、可动细颗粒相互作用,因此,管涌过程是一个多场、多相耦合的高度非线性的动态过程。现有的管涌试验结果表明,只有当水力梯度大于起始水力梯度时,细颗粒相才会随水相从土体中运移流失,土体才会发生管涌侵蚀,且管涌稳定后土体的孔隙率(稳定孔隙率)和水力梯度之间存在对应关系,根据该结果,提出管涌稳定孔隙率的概念,修正传统的渗流侵蚀本构方程,建立多孔介质中三相耦合的修正的渗流侵蚀管涌控制方程。最后,针对特定应力状态下的土体建立稳定孔隙率和水力梯度之间的对应关系。基于Galerkin有限元法编制有限元程序,在轴对称情况下对该土体的管涌过程进行数值模拟。结果表明,修正后的管涌控制方程能更全面地描述管涌发生、发展直至稳定状态的特性。
- 胡亚元马攀
- 关键词：管涌渗流有限元
- 二维堤坝管涌的数值模拟研究被引量：7
- 2015年
- 根据修正的SPV(Stavropoulou-Papanastasiou-Vardoulakis)管涌控制方程,采用Newton-Raphson求解法和传导矩阵调整法,对二维带自由面的均质土石坝坝体渗流侵蚀问题进行了有限元数值分析。数值分析表明:在具有渗流自由面的均质土石坝坝体中,溢出面和自由面附近区域的水力梯度较大,比其他区域更容易大于管涌临界水力梯度。管涌侵蚀区(孔隙率明显增大)和细颗粒最大浓度区首先出现在溢出面处,然后沿着渗流自由面附近区域向上游扩展,最终达到自由面附近的进水面,形成孔隙率明显增大的侵蚀贯通通道。管涌侵蚀增大堤坝的渗透系数,它对堤坝渗透速度的影响较大,但对孔压分布和自由面位置的影响较小。
- 胡亚元马攀
- 关键词：堤坝管涌自由面
