清华大学学报(自然科学版)

作者：孙欢, 刘晓丽, 王恩志, 张建民, 王思敬, 刘驰

单位：1. 海南大学 土木建筑工程学院, 海口 570228;<br>2. 清华大学 水沙科学与水利水电工程国家重点实验室, 北京 100084

关键词：裂隙流,X射线影像,管道破裂,渗流扩散,均方根流量

基金：刘晓丽,副教授,

裂隙流体是水岩系统工程灾变的主要影响因素，直观可视化岩石破坏与裂隙流体的相互作用过程，是揭示不同工程背景条件下水岩互馈灾变机理的关键。该文提出了岩石破裂过程中裂隙流体X射线造影方法，开展了岩溶滑坡、红层边坡失稳及煤矿采空区涌水灾害背景下的岩石材料尺度试验。试验研究结果表明：岩溶管道-裂隙流过渡过程中流态经历了从层流到过渡流或紊流的演化过程，多级应力荷载作用下碳酸盐岩管道流体至裂隙流体的变化过程具有分形演化特征。水动力循环和多级应力荷载作用下红层泥岩损伤因子呈非线性增长，采取控制或降低渗流扩散系数的加固措施可有效治理或调控红层边坡灾害。煤岩破裂过程中裂隙水均方根流量具有分数指数演化规律，裂隙水演化经历了超-扩散流动向亚-扩散流动的变化过程，得出开采扰动作用下煤岩裂隙水的非线性流动和异常扩散现象是诱发采空区突涌水灾害的本质原因。

来源：2021年第8期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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