基于LU模型的土石壩溫度場與飽和-非飽和滲流場耦合分析.pdf

1、滲流問題一直是土石壩工程研究的重點課題，在實際工程的滲流計算中，滲流場多被單獨考慮進行研究，然而，滲流場受外界多方面環(huán)境影響，溫度作為土石壩滲流場的重要影響因素應(yīng)加以考慮，土石壩滲流場與溫度場是相互影響的雙向耦合關(guān)系，通過研究兩場耦合關(guān)系，可以建立更為合理的耦合模型，從而得出較為精確的數(shù)值解。由于滲流場與溫度場具有較強的耦合關(guān)系，可以通過研究溫度場來反饋滲流場特性，從而將研究成果應(yīng)用到滲流監(jiān)測中，為實際工程提供理論參考。
　　本文

2、主要采用理論分析和數(shù)值模擬的方法研究土石壩滲流場與溫度場耦合特征。首先，通過理論分析揭示了兩場相互作用的機理，在此基礎(chǔ)上，利用數(shù)值模擬方法分析了兩場耦合的基本特征，最后，通過實際工程進一步研究了兩場耦合關(guān)系。本文主要內(nèi)容和成果如下：
　　（1）通過探究多孔介質(zhì)對流傳熱基本理論以及相關(guān)參數(shù)的影響因素，認為土石壩飽和區(qū)域傳熱主要受對流傳熱影響，非飽和區(qū)域主要受熱傳導影響，也受對流傳熱影響；同時，認為流體的密度和粘度受溫度影響的變化會對

3、土體的滲透性產(chǎn)生影響，尤其是流體粘度的變化會對滲流產(chǎn)生較大影響。
　?。?）研究了 L u導熱模型來描述傳熱參數(shù)隨含水率的變化關(guān)系。通過實測資料與理論分析研究了Lu導熱模型的計算精度，認為其能夠較為精準的刻畫土體導熱系數(shù)隨含水率的變化關(guān)系。計算結(jié)果表明：通過估算巖土體石英含量采用Lu模型來描述導熱系數(shù)與飽和度的定量關(guān)系是可以滿足精度要求的；相比于常物性耦合模型，變物性滲流場與溫度場耦合模型計算更加精確；滲流場對溫度場影響較大，飽和

4、區(qū)域溫度主要受對流傳熱影響，非飽和區(qū)域主要受熱傳導影響，滲流速度越大，對流傳熱影響越明顯。
　?。?）以某土石壩工程為例，研究分析了大壩的三維滲流狀態(tài)，同時，建立了防滲墻滲漏下的土石壩兩場耦合模型，分析了滲漏情況下的土石壩溫度場與滲流場響應(yīng)特征，當土石壩防滲墻發(fā)生滲漏時，滲漏通道附近的巖土體受庫水溫影響，必將改變其周圍溫度場的分布，若通過測溫儀器監(jiān)測到該處溫度場的變化，便可以捕捉到滲漏點以及滲漏發(fā)生的時間。通過分析大壩溫度場變化是