利用天然与人工示踪法探测岩体裂隙渗流构造及渗透性研究

本文论述了拉西瓦水电站石门坝址同位素示踪探测岩体裂隙渗流中，所采用的天然示踪法与人工非示踪法以及其基本原理。天然条件下测定孔中及河水中的温度与电导，人工同位素示踪测定单井中测渗透流速、流向、渗透系数及含水层之间的补给关系，注水条件下示踪测定含水层分布、渗透系数及静水头等；以及进行天然流场与人工流场下的多孔连通试验。通过一系列的综合测试研究，查明了该坝址岩体的裂隙渗流网络及其渗透性。     

利用天然与人工示踪法探测岩体裂隙渗流构造及渗透性研究

本文论述了拉西瓦水电站石门坝址同位素示踪探测岩体裂隙渗流中，所采用的天然示踪法与人工非示踪法以及其基本原理。天然条件下测定孔中及河水中的温度与电导，人工同位素示踪测定单井中测渗透流速流向、渗透系数及含水层之间的补给关系，注水条件下示踪测定含水层分布，渗透系数及静水头等；以及进行天然流场与人工流场下的多孔连通试验。通过一系列的综合测试研究，查明了坟址岩体的裂隙渗流网络及其渗透性。     

孔中同位素示踪方法研究裂隙岩体渗流

本文推导了孔中测定岩体裂隙渗透流速、等效力学隙宽的稀释定理及双井混合井流理论，通过对裂隙的渗透流速、流向、吸水量或涌水量等参数的测定，结合裂隙渗流立方定理与稳定流理论，提出了一种确定岩体裂隙渗透系数的示踪方法。     

裂隙岩体渗流耦合数值分析方法及其工程应用

针对岩体中主干裂隙和网络状裂隙提出了耦合渗数值模型模拟分析岩体地下水三维渗流的方法。使用离散介质流模型描述岩体主干裂隙中的水运动，使用连续介质流模型型描述网络状裂隙中水运动。连续介质充满足整个研究域，离散介质按主干裂隙的实际空间分布嵌入连续介质中，并依据裂隙壁水力条件耦合两者。该方法逐个计算主干裂隙的渗流，充分体现主干裂隙的特殊水力作用；同时又避免了逐个计算网络状裂隙中的渗流所带来的困难，可以在较     

裂隙岩体渗流耦合数值分析方法及其工程应用

针对岩体中主干裂隙和网络状裂隙提出了耦合渗流数值模型模拟分析岩体地下水三维渗流的方法。使用离散介质渗流模型描述岩体主干裂隙中的水运动，使用连续介质渗流模型描述网络状裂隙中水运动。连续介质充满整个研究域，离散介质按主干裂隙的实际空间分布嵌入连续介质中，并依据裂隙壁水力条件耦合两者。该方法逐个计算主干裂隙的渗流，充分体现主干裂隙的特殊水力作用；同时又避免了逐个计算网络状裂隙中的渗流所带来的困难，可以在较大尺度上分析渗流，便于工程应用。理论例子显示它能比较客观地反映裂隙岩体的渗流特性。该方法被应用到乌江构皮滩水利枢纽岩体渗流的分析中。     

岩体裂隙网络非线性渗流分析

裂隙中水流为紊流状态时，流量与水力坡度呈非线性关系，不再满足线性的立方定律，以岩体裂隙网络中结点的水量平衡来建立岩体裂缝网络非线性渗流控制方程式，提出矩阵求解方法和迭代运算步骤，并给出应用算例与验证。算例结果表明，不能采用岩体裂隙网络线性渗流规律来代替岩体裂隙网络非线性渗流规律。     

裂隙岩体渗流研究中的同位素示踪模型

总结了同位素示踪方法在裂隙岩体渗流研究中的应用，分析了单孔点稀释模型，双井模型及二维交叉裂隙渗流模型的优，缺点，提出了需要进一步研究的问题。     

基于离散单元法的裂隙岩体渗流与应力耦合作用机制研究

采用UDEC离散单元法中关于裂隙岩体开挖模拟及水力全耦合分析模型,分析裂隙岩体洞室开挖后,围岩应力与水力耦合作用导致的裂隙隙宽变化及渗流变化的过程。结果表明：洞室开挖完成后,在围岩渗流与应力耦合作用下,围岩中裂隙隙宽、裂隙中水压及其渗透流量的变化是一个动态过程,且相互作用与相互依赖;裂隙的闭合使得结构面水力梯度变大,作用在裂缝上的渗透压力增大,促进导水裂缝扩展,裂隙连通性增加;裂缝张开度增大,渗透能力增强,渗流量增大,其渗流压力相应降低;由于围岩中裂隙隙宽、压力和渗流量的动态依赖性,在一定条件下,裂隙隙宽的改变可导致局部水力通道的形成,高压水头从局部涌出,从而促进突水灾害的形成。研究成果初步表明了所采用方法的有效性,并为研究裂隙岩体中开挖洞室引起的突水问题提供了潜在的研究方向。     

综合地球物理测井技术在滇中引水隧洞工程勘察中的应用

为判定滇中引水隧洞工程勘察钻孔内岩体完整性,采用将声波测井与钻孔成像相结合的综合地球物理测井技术对钻孔情况进行综合分析判断。阐述了声波测井与钻孔成像测井的方法原理及特点,根据钻孔ZGZK2和XLZK7的声波测井曲线的波速跳跃剧烈程度和钻孔成像的节理裂隙发育特性(方位、倾角和发育密度等)等信息,给出了钻孔内较为准确可靠的岩体完整情况。针对2种测井方法对判定岩体完整性提供参数的侧重点不同,对比分析了声波测井与钻孔成像测试结果对判定节理裂隙发育程度的差异,通过对比分析有助于提高单一测井方法对钻孔内岩体地质情况判定的全面性和精确性,实践证明综合地球物理测井技术在进行深部岩体勘察具有很好的效果,可为指导工程施工提供依据。     

基于成像测井技术的地下岩体裂隙分布规律预测研究

在水利工程地质勘察中,常规的综合测井方法只能从测井曲线的形态变化上大致推测裂隙的存在位置,不能查明裂隙的具体形态及产状特征。文章通过超声成像测井能够获取钻孔中裂隙的位置、形态、倾角、倾向等参数的特点,采用将多个钻孔超声成像资料进行联合对比分析,分析裂隙的性质,进而查明地下岩体构造裂隙的分布规律。     

钻孔常规压水和高压压水试验成果研究

为了确定岩体在不同压力作用下渗透特性的变化规律,琼中抽水蓄能电站针对高压岔管区岩体做了一系列钻孔常规压水和高压压水试验。通过对试验结果进行对比分析,常规压水和高压压水两种不同条件下钻孔压水试验结果的差异性。研究结果表明,裂隙岩体在高压作用下的渗透系数远远大于常规压力作用下的渗透系数。同时结合钻孔声波录像资料分析,结果表明岩体渗透特性的变化规律与岩体裂隙分布以及裂隙连通性、裂隙开度等密切相关。     

基于工程混合物理论的饱和裂隙岩体组合本构模型

为了从理论和数值上分析饱和岩体工程的变形和稳定,需要创建饱和裂隙岩体本构模型。根据工程混合物理论,把饱和多孔介质应变分解为骨架应变、固相基质应变和流体基质应变。通过均匀化响应原理建立了饱和多孔介质的势函数本构理论,提出Terzaghi有效应力决定骨架应变、固相基质应力决定固相基质应变和裂隙孔压决定流相基质体应变等本构规律。根据经典岩体力学理论,把饱和裂隙岩体视为由裂隙构成孔隙的饱和多孔介质,建立了饱和裂隙岩体的组合本构模型。算例分析表明:根据本文理论建立的饱和裂隙岩体组合模型能够合理考虑裂隙流体的浮托力,具有较小的孔压系数和各向异性的受力特性。饱和裂隙岩体组合模型可用于海底隧道裂隙围岩在开挖过程中的流固耦合工程特性分析。     

基于波速对渗透性反演的富水砂岩注浆效果分析

针对富水破碎砂岩注浆止水效果难以逐点检测的问题,提出采用声波测井反演渗透性,对细部止水效果进行评价。基于Wyllie-Clemenceau波速-孔隙率公式以及Kozeny-Carman渗透方程,建立了富水砂岩波速-渗透率理论模型。以湖南某地基注浆工程为研究对象,采用岩心试验、声波测井以及压水试验,获取了注浆前、后岩心及岩层的波速和渗透率,通过拟合岩心数据,验证了波速-渗透率模型,并发现其存在以下规律:波速与渗透率呈非线性负相关,关系曲线具有明显的变化率分界点;注浆影响骨架波速与岩性指数。将测井波速反演的各测点计算渗透率与压水试验渗透数据对比,验证了模型在工程中的可靠性。以计算渗透率为基础,建立了富水砂岩注浆效果定量评价体系,并对案例进行了评价。     

裂隙岩体渗流与应力耦合分析的四自由度全耦合法

本文首次提出裂隙岩体渗流与应力耦合分析的新方法——四自由度全耦合法，该法不仅考虑了裂隙渗透性随应力的变化，而且建立的是同时以渗流水压力和位移为未知值的耦合方程组，使得渗流场与应力场的求解一次性完成.与现有两场交叉迭代分析方法相比，不仅从方法上达到了彻底的完全耦合的目的，而且使得耦合分析变得十分简便，可望有较广阔的应用前景.     

裂隙岩体渗流新模型

为适应网状和层状渗透结构，根据多边形裂隙网络理论．确立了裂隙网络生成的原理和方法，系统地推导了在渗流和应力耦合作用下裂隙岩体渗流模型。并结合拉西瓦水电站坝区岩体裂隙构造的特征，进行了渗流计算和分析；还与连续介质和裂隙网络渗流模型进行了计算比较。     

裂隙粘土渗透性和敏感性研究

裂隙粘土在我国广为分布,对该类土体渗透系数的测定方法主要为传统方法,但传统方法往往耗费大量的人力和时间,采用微水冲击试验却能很好的解决这些问题,分析传统方法与微水冲击试验所得结果的差别,指出不同方法研究该结构性粘土渗透特性的优缺点和工程适用性。通过分析和比较室内不同扰动情况土样试验测定结果,给出了裂隙粘土敏感性评价的指标。     

大区域裂隙岩体渗流水电比拟实验技术的研究

介绍利用水电比拟模型研究大区域裂隙岩体渗流问题的实验方法，对实验中遇到的如区域交形过分，分离变界面连接等问题，提出了看法和解决途径。与水力学网络模型实验结果比较表明，用水电比拟模型研究大区域裂隙岩体渗流问题是可行和简便的。     

小浪底水利枢纽区域层状裂隙岩体的分形研究

在已有岩体结构分形研究的基础上,提出了基于Rosiwal截取法的岩石结构分形维数分析方法,即用分形维数的大小反映结构面发育的复杂程度,并运用这种方法对小浪底水利枢纽区域层状裂隙岩体进行了分形研究。研究结果表明:小浪底水利枢纽导流洞区域层状裂隙岩体具有很好的分形特征,岩体结构是受层理控制的,而节理裂隙对岩体稳定性的影响处于次要地位;处于同类构造或沉积区的岩体,分形维数与岩体强度相关;岩体的分形维数是与岩石强度、构造历史和岩性学特征有关的一个参量。     

裂隙化硬岩洞室围岩稳定概率分析方法

在较坚硬的裂隙化岩体中，地下洞室围岩的稳定性决定于岩体的失稳机理和天然的随机因素。本文以块体理论为基础，考虑岩体结构面几何参数和力学参数的随机性，研究了块裂岩体地下结构围岩稳定随机分析方法，并认为结构几何特征的随机性控制关键块体的生成概率，力学参数的随机性控制关键块体在力学上的实现概率，裂缝化岩体地下洞室围岩的失稳可能性是两者的并联事件。根据文献资料，作了一实际算例。