水流温度影响的三维岩体裂隙渗流场数值分析

"考虑水流温度影响的三维岩体裂隙网络非稳定渗流场数值分析 (2014年)" 在岩体水力学的研究中，水流温度对裂隙岩体渗流场分布规律的影响是一个重要的研究领域。这篇2014年的论文深入探讨了这一主题，由许增光、杨雪敏和柴军瑞共同完成，并发表在《水资源与水工程学报》上。论文基于水流温度对裂隙水流影响的机理，构建了一个新的数学模型，该模型能够考虑水流温度因素，然后利用有限元方法对模型进行数值求解。 首先，论文分析了水流温度如何影响裂隙中的水流。当水流通过岩体裂隙时，温度变化可以改变水的物理性质，如黏度和密度，这些变化会直接影响到渗流的速度和压力分布。温度上升通常会使水的黏度降低，从而增加其渗透性，导致流速加快。同时，温度变化可能还会影响水与岩体之间的相互作用，比如改变水对裂隙壁面的润湿性，进一步影响渗流特性。 接着，论文建立了一个三维的岩体裂隙网络非稳定渗流场数学模型。这个模型考虑了温度变化对渗透系数的影响，这是决定渗流场分布的关键参数。通过数值模拟，研究发现，在考虑温度影响的情况下，渗流场的水头值普遍高于未考虑温度影响的情况。这表明温度确实能显著改变渗流场的动力学行为。 此外，论文还指出，裂隙的宽度对温度影响的敏感性具有重要作用。裂隙越宽，温度变化对渗流场的影响越显著。这可能是由于在宽裂隙中，水流更易受到温度变化的影响，因为更多的水体暴露于温度变化的环境中，导致渗透性能的显著变化。 这篇论文提供了对水流温度与岩体裂隙渗流相互作用的深刻理解，对于理解和预测地质环境中如地下水流动、岩体稳定性以及热能传输等问题有重要价值。研究结果对岩土工程、地下水资源管理和地质灾害防治等领域具有实际应用意义，尤其是在设计和评估如地热能开发、隧道建设等涉及温度变化的工程项目时，考虑水流温度影响的渗流模型显得尤为关键。