多相耦合管涌機(jī)理的研究及有限元模擬.pdf

1、由于我國(guó)人多水少、水資源時(shí)空分布不均、洪澇災(zāi)害頻繁等諸多因素促使了水利水電工程的大量修建，遍布全國(guó)的水利工程使其安全穩(wěn)定性顯得至關(guān)重要。管涌是誘發(fā)水利險(xiǎn)情的一個(gè)重要因素，但是由于管涌的隨機(jī)性和復(fù)雜性，對(duì)其機(jī)理的研究仍存在較大的爭(zhēng)議，至今尚無(wú)公認(rèn)的最合適的研究方法和理論，因此研究其發(fā)生發(fā)展過(guò)程及穩(wěn)定狀態(tài)具備重要的理論與現(xiàn)實(shí)價(jià)值。本文基于前人的成果對(duì)管涌的發(fā)生及發(fā)展過(guò)程和穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行理論、試驗(yàn)及數(shù)值研究、給出修正的管涌控制方程，并進(jìn)行了有限

2、元模擬，主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)搜集國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究資料，包括理論研究、試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬，在此基礎(chǔ)上對(duì)管涌的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。
　　(2)根據(jù)前人研究及管涌特點(diǎn)，假設(shè)土體由水相、土骨架相、可動(dòng)細(xì)顆粒相三相組成，基于多孔介質(zhì)流體動(dòng)力學(xué)建立三相質(zhì)量守恒微分方程，引入滲流侵蝕本構(gòu)方程，結(jié)合Darcy定律建立未修正的管涌控制方程。根據(jù)室內(nèi)管涌試驗(yàn)總結(jié)管涌發(fā)生條件、發(fā)展及穩(wěn)定特點(diǎn)，提出起始水力梯度和穩(wěn)定孔隙率的概念，建立