中国地质大学(武汉)罗易获国家专利权
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龙图腾网获悉中国地质大学(武汉)申请的专利一种双域渗透模型的建立方法、存储介质、电子设备获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119598072B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-03发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411680609.8,技术领域涉及:G06F17/11;该发明授权一种双域渗透模型的建立方法、存储介质、电子设备是由罗易;侯欣雨;张家铭;周峙;蒋国盛;王玉杰设计研发完成,并于2024-11-22向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种双域渗透模型的建立方法、存储介质、电子设备在说明书摘要公布了:本发明公开一种双域渗透模型的建立方法、存储介质、电子设备,涉及水文地质技术领域,方法包括:基于基质域和裂隙域划分黏土的孔隙系统,开展土体收缩实验并绘制土体收缩曲线,根据收缩曲线和孔隙系统建立基质域和裂隙域的土体裂隙胀缩模型;获取土体的饱和渗透系数,在所述两域胀缩模型的基础上,建立基质域和裂隙域孔隙渗透系数随土体裂隙胀缩的变化控制方程;将裂隙域的相对渗透系数设定为1,裂隙域的瞬时渗透系数仅与饱和渗透系数有关,裂隙域的饱和渗透系数为基质域饱和度函数,构建裂隙动态变化的双重渗透模型,利用裂隙动态变化的双重渗透模型进行水文地质分析。本发明在基质域与裂隙域之间建立动态联系,使模拟结果与实际更为贴合。
本发明授权一种双域渗透模型的建立方法、存储介质、电子设备在权利要求书中公布了:1.一种双域渗透模型的建立方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、基于基质域和裂隙域划分黏土的孔隙系统,开展土体收缩实验并绘制土体收缩曲线,根据收缩曲线和孔隙系统建立基质域和裂隙域的土体裂隙胀缩模型; S2、获取土体的饱和渗透系数,在两域胀缩模型的基础上,建立基质域和裂隙域孔隙渗透系数随土体裂隙胀缩的变化控制方程; S3、将裂隙域的相对渗透系数设定为1,裂隙域的瞬时渗透系数仅与饱和渗透系数有关,裂隙域的饱和渗透系数为基质域饱和度函数,构建裂隙动态变化的双重渗透模型,利用裂隙动态变化的双重渗透模型进行水文地质分析; 根据收缩曲线和孔隙系统建立基质域和裂隙域的土体裂隙胀缩模型具体为: 将土体基质域收缩曲线函数表示为: 8, 其中,为标准含水率,表示基质域孔隙率随标准含水率变化的函数,和表示土体基质域的最大和最小孔隙率,和是形状分布参数; 土体外基质域孔隙率变化控制方程表示为: 9, 其中,表示外基质域孔隙率随标准含水率变化的函数; 土体沉降孔隙率变化控制方程为: 10, 其中,表示土体表面沉降孔隙率随标准含水率变化的函数,表示土体含水率为0时土体表面的最大沉降孔隙率; 土体裂隙域孔隙率变化控制方程为: 11, 其中,表示土体裂隙域孔隙率随标准含水率变化的函数,表示土体含水率为0时土体表面的最大沉降孔隙率; 为推导,引入收缩几何因子,收缩几何因子用于描述土体总体积及厚度变化时满足如下关系: 12, 其中,为土颗粒体积,H代表土体竖直方向的厚度,表示标准含水率不同的变化量对应的土体变化体积的函数,表示土体总体积随标准含水率变化的函数,表示基质域内孔隙体积随标准含水率变化的函数,表示标准含水率不同的变化量对应的土体竖直方向变化的厚度的函数; 引入收缩几何因子的土体沉降孔隙率表示为: 13 14, 其中,表示沉降空间体积随标准含水率变化的函数,表示标准含水率0时土体沉降孔隙率; 将开裂土体在平面上离散化为N个规则土块,每一个规则土块的裂隙具有规则的形状,离散化后的规则土块边长为,,竖直方向的厚度为H,收缩时每一个规则土块产生的干缩裂隙宽度为,;令基质域内土体结构性孔隙为贯通规则土块上下的圆柱体,每个圆柱体的高和规则土块竖直方向的厚度相同,为H,土体基质域孔隙率变化满足如下关系: 15 16, 其中,M表示开裂土体中圆柱体结构性孔隙的数量,表示土体第i个圆柱体结构性孔隙的半径,表示最大沉降高度,A表示某个规则土块边长,取值自,; 联立式8和式15得: 17 18, 其中,表示土体的圆柱体结构性孔隙的最大半径,表示土体的圆柱体结构性孔隙的最小半径; 将式17、式18以及式16代入式8得土体结构性孔隙尺寸变化控制方程: 19, 其中,表示第i个圆柱体结构性孔隙的半径,表示第i个圆柱体结构性孔隙的最大半径,表示第i个圆柱体结构性孔隙的最小半径; 由于土块高度远大于干湿循环过程中土体的沉降高度,H,故将式19简化为: 20, 土体裂隙域孔隙率变化满足如下关系: 21, 其中,表示第j个规则土块的边长,表示第j个规则土块收缩产生的裂隙宽度,为标准含水率时,第j个规则土块收缩产生的最大裂隙宽度; 式21改写为: 22, 由于土块宽度远大于裂隙宽度,,式22两侧同除以,等式改写为用最大裂隙宽度预测某一含水率条件下的宽度表达式: 23, 又由于H,式23简化为: 24, 进而,根据式24得: 25。
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