含贯通管缝岩土体Navier-Stokes流耦合non-Darcy流的拖曳力效应

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41772321
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    71.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0705.工程地质环境与灾害
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Continuous fracture and pipe are primary hydraulic channels to transfer surface water into underground water, as well as to connect underground water with rock and soil matrix. The continuous fracture (or pipe) sometimes plays a key role in case that failure occurs in rock mass and soil. Presently, scholars and engineers in the field of civil engineering primarily consider pore water pressure, seepage force, softening and deterioration due to water when evaluating stability of the buildings constructed in or on rock mass and soil according to the forced standards and classic theories of rock and soil mechanics. Even so, however, failures and disasters still occur in some buildings that should have enough safety in theory. Therefore, this work presents that the effect of drag force widely existing in movement of groundwater should not be neglected in case that the flow in continuous fracture (or pipe) is accompanied by seepage in rock and soil matrix. Accordingly, a nonlinear mathematic model based on micro-scale is used to describe the movement of groundwater in rock mass and soil containing the continuous fracture (or pipe). This model assumes that Navier-Stokes flow passes through continuous fracture or pipe along with non-Darcy seepage in porous rock or soil matrix. Use of the given method could reveal the characteristic of flow field and distribution of flow shear stress in rock mass and soil. Meanwhile, the theory methods could be validated together with analysis for a series of physical models and project cases. In addition, using the present method the drag force could be embedded into the existing limited analysis theory. Also the fluid shear stress could be directly added to effective stress during numerical calculation. This work would help in quantitatively evaluating the contribution of drag force to the mechanical responses of rock mass and soil so as to reasonably calculate the stability and safety of the buildings constructed in or on rock and soil in condition of seepage.
贯通管缝既是地下水、地表水和岩土体之间水力联系的重要通道,也是岩土体失稳破坏常常追踪的边界条件。然而,当前评价地下水渗流环境下一些建(构)筑物的稳定性时,依据现有的规范标准和经典的岩土力学理论,考虑岩土体渗流力、孔隙水压力以及遭受的软化、劣化作用,安全储备理应能得到保证,但有时仍出现失稳破坏甚至灾变事故。据此推断:伴随贯通管缝水流的拖曳力效应不容忽视。有鉴于此,申请项目从细观尺度入手,针对含贯通管缝岩土体Navier-Stokes流耦合non-Darcy流的细观描述难题、拖曳力对岩土体的力学响应难以定量问题,建立可求解的非线性渗流数学模型,来揭示含贯通管缝岩土体组合介质的流场特征和流体切应力分布。基于理论计算、试验测试和案例反馈的一致性检验,从而实现拖曳力嵌入岩土体极限平衡稳定分析理论、切应力纳入基于有效应力原理的数值计算理论构架,为科学评价渗流条件下建(构)筑物的稳定性提供理论基础。

结项摘要

岩土体中的贯通与非贯通裂缝、管道(统称“管缝”)和孔隙结构共同构成一个复杂的多孔网络体系。其中,贯通管缝是地下水与地表水相互转换的主要路径,是地下水与岩土体之间水力联系的重要通道,也是岩土体失稳破坏常常追踪的边界条件。然而,学术界工程界评价地下水渗流环境下一些建(构)筑物失稳破坏时,依据现有的规范标准和经典的岩土力学理论,仅考虑岩土体渗流力、孔隙水压力及遭受的软化、劣化作用,却出现难以阐释的困惑,据此推断:伴随贯通管缝水流的拖曳力效应不容忽视。鉴于此,申请项目拟从细观尺度入手,建立含贯通管缝岩土体多孔介质Navier-Stokes流耦合non-Darcy流的非线性数学模型,通过理论计算、试验测试和案例反馈一致性检验,揭示含贯通管缝多孔介质内的流场特征和流体切应力分布,量化拖曳力对岩土体的力学响应贡献,为科学评价渗流环境下含贯通管缝岩土体多孔介质中建(构)筑物的稳定性提供理论基础。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(2)
科研奖励数量(5)
会议论文数量(0)
专利数量(8)
Permeability Properties of Jointed Rock with Periodic Partially Filled Fractures
周期性部分充填裂隙节理岩的渗透特性
  • DOI:
    10.1155/2019/4039024
  • 发表时间:
    2019-05
  • 期刊:
    Geofluids
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Ye Fei;Duan Jun-Chao;Fu Wen-Xi;Yuan Xing-Yu
  • 通讯作者:
    Yuan Xing-Yu
The influence of DEM spatial resolution on landslide susceptibility mapping in the Baxie River basin, NW China
DEM空间分辨率对八斜河流域滑坡敏感性测绘的影响
  • DOI:
    10.1007/s11069-020-03899-9
  • 发表时间:
    2020-03-18
  • 期刊:
    NATURAL HAZARDS
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Chen, Zhuo;Ye, Fei;Hong, Haoyuan
  • 通讯作者:
    Hong, Haoyuan
考虑地表径流拖曳力效应多层边坡稳定性分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国农村水利水电
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    向云龙;符文熹;周洪福
  • 通讯作者:
    周洪福
考虑裂隙水流拖曳力效应的平推式滑坡稳定性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    岩土工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    向云龙;符文熹;周洪福
  • 通讯作者:
    周洪福
Drag Force Effect of Surface Runoff on Stability of Shallow Soil Slope
地表径流阻力对浅土边坡稳定性的影响
  • DOI:
    10.1007/s11204-019-09563-0
  • 发表时间:
    2019-03
  • 期刊:
    Soil Mechanics and Foundation Engineering
  • 影响因子:
    0.8
  • 作者:
    Ye Fei;Fu Wenxi;Yuan Xingyu;Xiang Yunlong
  • 通讯作者:
    Xiang Yunlong

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  • 作者:
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  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    段斌;张林;何江达;符文熹;陈刚
  • 通讯作者:
    陈刚
非线性Hoek-Brown强度折减技术
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    地质灾害与环境保护
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    符文熹;王启鸿;刘长武
  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    岩石力学与工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周家文;杨兴国;符文熹;徐进;李洪涛;周宏伟;刘建锋
  • 通讯作者:
    刘建锋

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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