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《基于巖體滲流的理論模型及其滲流參數(shù)確定》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、重慶大學(xué)博士學(xué)位論文巖體滲流的理論模型及其滲流參數(shù)確定姓名：包太申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專(zhuān)業(yè)：巖土工程指導(dǎo)教師：朱可善;劉新榮20050301中文摘要摘要目前，研究較好的巖土體滲流計(jì)算模型，以及這些模型相應(yīng)的參數(shù)的優(yōu)選還較為困難，是制約其發(fā)展的重要因素之一。因此，研究簡(jiǎn)易與方便的計(jì)算模型及參數(shù)優(yōu)化方法，對(duì)于巖土體滲流研究具有重要的意義。本文基于理論分析，采用拉普拉氏變換，最小二乘法，模擬試驗(yàn)細(xì)、微觀分析，斷裂力學(xué)理論等對(duì)巖土體滲流進(jìn)行了較為全面的研究，并用新型混合遺傳算法對(duì)巖土體滲流模型參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化分析，得到了一些有益的結(jié)論。(1)以立方定律為基礎(chǔ)
2、，從理論上推導(dǎo)了巖體裂隙滲透系數(shù)變化量與卸荷量之間的關(guān)系公式，并以試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果吻合良好。(2)對(duì)試驗(yàn)前后的試樣裂隙的發(fā)展進(jìn)行了細(xì)、微觀的分析，認(rèn)為巖體卸荷后，巖體內(nèi)部的裂紋會(huì)合并、發(fā)展、匯合，并最終形成大的裂隙，該裂隙與巖體的卸荷方向基本垂直，形成一條主控的單裂隙，亦即巖體滲流的通道，導(dǎo)致了巖體滲透系數(shù)的大幅度增加，是影響巖體滲流特性的重要原因之一。(3)通過(guò)卸荷滲流試驗(yàn)，探討了滲透系數(shù)與卸荷量之間的關(guān)系。研究表明，隨著巖體的卸荷，巖體的滲透系數(shù)與卸荷量近似成一雙曲線關(guān)系。隨著卸荷量的增加，在達(dá)到有效卸荷量80%左右的時(shí)候，巖石的滲透系
3、數(shù)將會(huì)產(chǎn)生較大增加，其結(jié)果與本文所建立的理論模型計(jì)算結(jié)果吻合良好。試驗(yàn)還表明，在卸荷量一定的情況下，隨著孔隙水壓力的加-卸循環(huán)變化，其滲透系數(shù)逐漸變小。初始有效應(yīng)力越大，滲透系數(shù)下降越大。(4)以立方定律為基礎(chǔ)，在假設(shè)裂隙表面為光滑表面的同時(shí)，推導(dǎo)出光滑非平行裂隙中的水頭分布公式，并以實(shí)例證明了本公式的實(shí)用性。(5)通過(guò)拉氏變換，建立了以誤差函數(shù)表示的固結(jié)方程的解，有效地消除了太沙基固結(jié)方程級(jí)數(shù)計(jì)算中的Gibbs振蕩現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)比分析，得到了固結(jié)度的平方根法公式原型。采用工程上通用的最小二乘法，得到了固結(jié)系數(shù)與試驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)之間的關(guān)系式，為用計(jì)算
4、機(jī)進(jìn)行固結(jié)初值、終值以及固結(jié)系數(shù)的計(jì)算提供了一個(gè)較好的方法。(6)針對(duì)目前各種參數(shù)優(yōu)化算法易于陷入局域解的缺點(diǎn)，以簡(jiǎn)單遺傳算法為基礎(chǔ)，將BFGS算法嵌入到AGA算法中，形成了新型混合遺傳算法，并對(duì)本文提出的卸荷量與滲透系數(shù)變化量關(guān)系公式中的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化研究，取得了較好的結(jié)果。關(guān)鍵詞：卸荷，滲透系數(shù)，裂隙，Gibbs現(xiàn)象，平方根法，固結(jié)系數(shù)，參數(shù)優(yōu)化，遺傳算法I英文摘要ABSTRACTAtpresent,thestudyonthepermeabilitymodelandtheory,andthechoiceofparametershaveaim
5、portanteffectforthedevelopment.Basedtheoretialstudiesandlaboratorytests,theunloadingeffectsonrockpermeabilityhavebeendepicted.ParameteroptimizationwithanewGAalgorithm.Themainconclusionsareasfollows:(1)Onthebasicofthecubiclaw,arelationbetweenpermeabilityandtheunloadingstresse
6、sissuggestedandistestifiedbytriaxialexperiments.(2)ObservationonintactandcrackedrocksampleshasbeendonebyusingSEM,microscopicmethodandCTtechnique.Asinglenearlyaxialfracturehasbeenfoundinmostcases.(3)Thetestshowsthattherelationshipbetweenthepermeabilityandtheeffectivenormalstr
7、essishinglynonlinearwhentheunloadingnormalstressreaches80%ofitsinitialvalve.(4)Byapplyingthecubiclawandtoanonparallelsmoothwedge-shapewalledfracture,thedistributionofporepressurealongthewallsisderivedanditseffectstestifiedbycomputingthestabilityofarockslope.(5)Theerrorfuncti
8、onsolutionsoftheonedimensionalconsolidationtheorycaneliminatetheGibbsphenom
