水库裂隙岩体渗透系数张量的确定

通过裂隙在空间展布状况的测量,用统计学方法初步确定裂隙岩体的渗透系数张量,获得渗透系数张量的主值及主方向。考虑到裂隙测量的误差,根据野外压水试验得到的单位吸水量,利用巴布什金公式计算岩体的各向同性渗透系数,对其进行修正,从而得到研究区裂隙岩体的修正渗透系数张量。并运用上述方法对蒲石河抽水蓄能电站上水库坝址区裂隙岩体的渗透系数张量进行了计算。结果表明,该方法能较好地反映裂隙岩体渗透性的各向异性特征,可为岩体渗透性分区及防渗帷幕的优化提供科学依据。     

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。     

东津水库坝肩岩体压水试验渗透系数分析

以修水县马坳镇境内的东津水库为例,概述水库工程岩体及裂隙发育,透水性强等复杂水文地质条件的基础上指出,其岩体渗透系数的计算无法采用现行规范所推荐的方法,进而进行了钻孔水压试验非稳定渗流场拟合分析,得出了较为合理的坝肩岩体渗透系数反演结果;基于此,对水库坝肩岩体钻孔压水试验过程展开分析,得出不同钻孔深度下钻孔水位随时间变化的趋势线,依托不同孔深压水试验三维有限元模型,进行了孔深试验非稳定渗流场分析和岩体渗透系数的计算。计算结果与工程实际较为吻合,且所提出的坝肩岩体渗透系数拟合方法可为类似工程提供借鉴参考。     

基于高压压水试验的裂隙岩体非线性渗流参数解析模型

高渗压条件下裂隙岩体的渗透特性是高压引水隧洞近场渗流场分析与工程防渗设计的重要参数,一般通过现场钻孔高压压水试验获得。针对钻孔高压压水试验流量-压力曲线的非线性特征,建立了基于Forchheimer方程的裂隙岩体非线性渗流参数(渗透系数k和非线性系数b)解析模型。该解析模型中的渗透系数解析表达式与现行钻孔压水试验规程推荐公式一致,不仅形式简洁,而且物理意义明确,是现行规程推荐公式在非线性流条件下的拓展,可作为高压压水试验条件下钻孔压水试验规程修订的重要依据。对海南省琼中抽水蓄能电站高压岔管区钻孔高压压水试验成果的分析表明:Forchheimer方程很好地表征了高压压水试验过程中流量-压力曲线的非线性特征,本文提出的解析模型为高渗压条件下裂隙岩体非线性渗流参数的合理取值提供了有效的方法和手段,克服了现行钻孔压水试验规程对高渗压条件下裂隙岩体渗透性难以正确表征的局限和由此带来的工程防渗设计风险。     

钢筋混凝土高压岔管区断层岩体高压压水试验方法

针对黑麋峰抽水蓄能电站高压岔管区断层带空间几何特性,研究了陡倾角断层岩体高压压水试验方法.通过对高压压水试验成果进行分析,得到了断层岩体渗透稳定的渗控设计参数,了解了钢筋混凝土高压岔管区断层岩体的渗透稳定性,并验证了高压压水试验方法的正确性.     

碾压混凝土渗透系数的确定方法

现场压水试验的碾压混凝土渗流常处于非恒定状态，压水试验规程中按恒定流确定渗透系数的方法不再适用.本文仿照混凝土试件快速试验确定渗透系数的方法，推导出压水试验过程中渗流处于非恒定状态条件下碾压混凝土求渗透系数的方法和公式.该方法曾应用于江垭工程现场压水试验，较为真实的反映了碾压混凝土的渗透特性.     

考虑应力状态的裂隙岩体渗透系数张量计算

渗透系数张量的正确确定是进行大范围裂隙岩体渗流计算的基础.以实测岩体不连续面的几何特征和统计参数为基础,利用立方定律计算渗透系数张量时,还必须进行裂隙粗糙度、裂隙网络连通程度的修正,并考虑应力变化对渗透系数的影响.对取自丹江口水库库区的辉绿岩剪切裂隙进行了不同围压和裂隙水压力下的渗透试验,结果表明:裂隙的渗透系数与净围压的关系符合指数函数特征,而随着裂隙水压力的增大,裂隙面两侧基岩发生附加变形,导致渗透系数增大.在此渗流试验的基础上对渗透系数进行考虑三向应力和裂隙水压力变化的修正后,得到新的渗透系数张量计算公式.对丹江口水库库区某段裂隙岩体渗透系数张量的计算实例表明,修正后的渗透系数张量更符合实际.     

压水试验求测渗透系数的射渗理论与方法

就压水试验术测渗透系数提出了射渗方法与计算式。以期在某些限定范围与方向的情况下，借助下不稳定流获得参数。对管端出流与管周出流两种压水作分析并导出理论计算式，依靠电测数据求渗透系数。最后给出射渗的ｑ－Ｔ－Ｒ方程，还与传统的稳定渗流求渗透系数方法简作对照。     

岩体渗透系数张量的半解析计算

本文首先通过坐标轴的旋转，压缩变换，推得了各向异性含水层中井流问题的计算公式。并提出一种基于抽水试验资料，图解和优化相结合的半解析方法确定岩体渗透系数张量及渗透主值的方向，算例表明，这种半解析的计算方法不仅简易，而且有较高的计算精度。     

基于压水试验的均质含水层渗透系数计算方法

从常规吕荣值计算公式出发,分析了用压水试验中的吕荣值作为衡量岩体透水能力定量指标存在的不足,推导出均质条件下压水试验中稳定流和非稳定流状态下的渗透系数计算公式。该公式完善了压水试验数据的分析计算法。选取锦屏一级水电站帷幕灌浆检测孔实测压水数据,采用稳定流及非稳定流方法分别计算其渗透系数,结果表明在短历时压水中采用非稳定流方法计算的渗透系数小于稳定流的计算值。因此,采用非稳定流计算的结果准确性较高。     

确定裂隙岩体渗透系数张量的一维环单元模型研究

裂隙岩体的渗透张量确定一直是渗流领域研究的重点。本文基于广义达西定律,提出一种新型空间一维环单元模型来计算三维裂隙岩体的渗透张量,该模型简化了以往复杂的三维面状流模型。通过解析法和数值模拟法对一维环单元模型的合理性进行验证,并利用面单元模型校核该模型的精度。结果表明：对于同一裂隙岩体,环单元模型计算得到的渗透张量,与现场压水试验校核过的数据相比,误差在合理范围之内,与面单元模型计算得到的结果相比,基本相同;环单元模型是一种可行、精度高且实用的简化模型,比面状流模型简单,在计算渗透张量时能极大地减小运算规模,优化了算法。研究成果可为确定裂隙岩体的渗透张量提供新思路。     

结构面特征及应力边界对岩体渗透系数的影响研究

裂隙岩体介质渗透特性是研究地下水问题的重要参数,不仅取决于结构面产状规律同时与所处地应力环境相关。本文针对裂隙岩体渗透性问题,考虑结构面分布随机性,利用UDEC软件,通过多个数值分析模型,研究了结构面特征和应力边界条件对裂隙岩体等效渗透性的影响。结果表明：裂隙倾角、间距、隙宽和迹长对岩体的渗透特性均有明显影响,裂隙倾角与渗流主方向较为接近时,该方向的岩体渗透系数较高;岩体的渗透系数随裂隙间距的增加呈幂函数降低趋势,随隙宽的增加而增大;各渗透分量均随迹长的增加而增大,但增长速度由快变慢;岩体所赋存环境地应力场对岩体的渗透系数有明显影响,地应力水平的提高会导致有效水力隙宽减小,进而降低岩体的渗透性,渗透系数随地应力的变化基本呈线性关系。     

广义Bayes法在裂隙岩体渗透系数随机反演中的应用

工程中由于存在各种随机因素,采用确定性的渗流分析方法进行渗透系数的反演必然会导致结果的不确定性.本文基于渗流场的随机有限元分析方法,结合变尺度优化算法和广义Bayes法,建立了一种渗透系数的随机反演方法,推导了详细的计算公式.该方法不仅考虑量测水头、渗透系数的随机性,还考虑了边界水头的随机性,不仅可以获得渗透系数的均值反演结果,还可以得到标准差的反演结果.最后将该法应用于重力坝坝基渗流算例分析中,以渗流有限元正分析计算结果作为"假想"的实测点水头值,通过随机反演,同时获得渗透系数均值与标准差的反演结果,将输入信息与反演结果对比分析,验证了渗透系数和标准差反演结果的正确性.     

岩体结构面分组的改进数学方法研究

岩体结构面分组是岩体力学中的一项基础性工作。由于岩体结构面分组相对于一般聚类问题存在自身特殊之处,难以直接运用欧式距离度量结构面之间的相似度。通过对结构面数据做一定处理,使欧式距离可用于度量结构面之间的相似度,结合模糊C均值聚类(FCM—Fuzzy C-means Clustering)算法对岩体结构面分组进行研究;针对FCM初始聚类中心的确定,采用一种简洁高效的改进粒子群算法对其进行优选;再结合聚类有效性指标确定聚类分组数。通过模拟数据验证了该方法的合理性,并从多方面对分组数目进行讨论,给出了分组数目确定的一般方法。将提出的分组方法用于某水利工程坝基岩体结构面的分组研究,结果表明该方法易于实现、结论可靠,可为实际工程提供参考。     

基于岩体质量分级的岩体变形特性研究

坝基和坝肩岩体的变形特征是影响大坝施工工艺和大坝能否长期稳定的重要因素之一。为合理确定叶巴滩水电站岩体的变形模量,基于岩体质量分级,进行了室内试验和现场刚性承压板试验。通过数理统计分析,结合岩体质量及其所处地质环境给出岩体变形参数建议值,并用声波对变形试验结果进行拟合,得到其相关系数大于0.83,即证实了实验成果的合理性。     

一种基于MATLAB的渗透系数确定方法

地下水资源评价与地下水可开采量计算需要对地下含水层参数进行分析确定。结合托克托县地区抽水试验,运用MATLAB软件优化传统的Jacob直线图解法和标准曲线配线法,在单孔非稳定流抽水试验中确定承压含水层导水系数T和渗透系数K,计算结果符合当地水文地质条件,且比传统方法精确可靠。     

地基砂土液化判别方法探讨

本文以我国《水利水电工程地质勘察规范》(GB 50287-2008)中的标准贯入锤击数液化判别法为基础,以该法进行应力修正的方法为依据,提出了采用附加应力等效埋深来考虑有限面积基础建筑物附加应力随深度扩散影响的液化判别新思路,以工程设计中参数取值常用平均值和小值平均值来考虑标贯击数和黏粒含量的离散性,同时借用有限元网格离散求解思路确定砂层可能液化的区域。以宁朗水电站闸坝工程为例进行了案例分析,结果表明:在地震设防烈度VII度时,闸基下中细砂层近震时不发生液化,远震时在闸基4个角点下的局部小区域内发生液化。     

基于常规三轴仪测定水泥土渗透系数方法研究

针对利用土的变水头(常水头)渗透仪测定水泥土渗透系数存在密封止水效果差、仪器操作复杂等缺陷,难以满足水泥土试样周边止水以及试验所需较大渗透坡降的要求。本文提出采用常规三轴仪进行水泥土室内渗透试验的新方法,并结合水泥土固结不排水剪试验结果对孔隙水压力产生主要原因进行分析。结果表明:该方法能够较好地测定水泥土渗透系数,并对其它复合固化土材料的渗透系数测试具有一定的借鉴意义;另外,水泥水化物对孔隙有填充和封闭作用,使得试样内存在封闭气体,从而影响饱和度,导致水泥土的孔隙水压力系数B远小于1。     

基于小尺度量测值的岩体结构面粗糙度系数分析

介绍了R／S分析法的基本原理，对H.E.Hurst经验关系式进行了修正，建立了以小尺度的量测结果来反映大尺度范围内岩体结构面粗糙度系数的计算式。