裂隙岩体水-岩耦合传热研究
2014-10-21童富果
三峡大学学报(自然科学版) 2014年3期
龙 伟 童富果 李 彪
(三峡大学 水利与环境学院,湖北 宜昌 443002)
地下岩体中,尤其是浅层岩体中,存在大量的断层、节理和裂隙.完整岩块的渗透系数相对较小,水在岩体中的运动主要是在裂隙中的流动[1].裂隙网络构成了地下水的渗流通道,裂隙水的流动会影响岩体的温度场分布.研究裂隙岩体的水-岩耦合传热规律在土木工程、水利水电工程及地热开采[2-4]等诸多领域有着重要应用.
裂隙网络中水的流动会与岩石之间发生对流换热,进而影响裂隙岩体的温度场.单个裂隙是复杂裂隙系统的基本组成单元,对单个裂隙水-岩耦合传热规律的研究是探究复杂裂隙网络传热机理的基础.在简单裂隙水-岩耦合传热方面,国内外学者已做了大量的研究工作.王如宾[5-6]对单个裂隙内水流的稳定温度场进行了理论分析,推导求出了平行板状裂隙稳态温度场的理论公式.路威[7]推导出了单裂隙岩体渗流-传热解析解,计算分析裂隙水及岩体的温度分布特征和参数的敏感度.张树光[8]对单裂隙岩体进行了流-热耦合方面的数值模拟.刘学艳[9]对裂隙岩体水流-传热进行了试验和数值模拟分析,研究了裂隙开度、裂隙流量和热源功率对流场和温度场的影响.白兰兰[10]分析了平板裂隙渗流和圆柱形通道渗漏两种情况下整个裂隙岩体的温度分布特征,讨论了流量、流体与岩体温差等因素对裂隙岩体温度场分布的影响.赵坚[11]通过加热岩石和迫使……
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