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。     

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.     

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。     

高压条件下岩体渗透系数取值方法研究

裂隙岩体在高水压条件下的渗透性可以通过高压压水试验获得。高水压状态下裂隙岩体中水流形态及渗流本构律对岩体渗透系数起决定性的影响。针对高水压状态下岩体中渗流形态为紊流和非达西流的实际情况,以高压压水试验中压水孔内的水压力和流量以及渗压孔内的孔隙压力等参量为基础,推导了单孔三段压水法和单孔单段压水法的裂隙岩体渗透系数计算公式。结合某抽水蓄能电站高压压水试验成果深入分析了不同渗流形态下的岩体渗透系数的差异性。研究成果表明,裂隙岩体水流形态对岩体渗透系数定量取值结果影响较大,同时高水压条件下水力劈裂产生也将导致裂隙岩体渗透系数取值的急剧增加。     

钻孔高压压水试验在抽水蓄能电站的应用及探讨

抽水蓄能电站压力管道、高水头承压洞室等工程由于其水头较高,岩体所承受的压力比较集中,常规压水试验不能准确反映水头压力作用下岩体的渗透等特性,需要进行高压压水试验。笔者在概述了钻孔高压压水试验中设备和技术要求的基础上,结合陕西镇安和新疆阜康抽水蓄能电站工程实践,探讨了钻孔高压压水试验中膨胀介质、止水栓塞等有关问题,并提出了建议。     

马家岩水库大坝高压帷幕灌浆试验研究

为了解马家岩水库左岸渗漏岩体的可灌性及该岩体在高压灌浆下的灌浆效果,进行了高压帷幕灌浆试验,为上游帷幕灌浆提供了最大灌浆压力、最大水压力、灌浆排数、孔距等高压灌浆技术参数及灌浆效果检查方法。从检查孔压水监测、物探孔物探测试结果来看,灌浆试验比较成功,达到了试验目的和要求。     

河床钻孔压水试验压力取值的探讨

在水电工程河床钻孔压水试验中,对于埋深较大的紧密段岩体,因计算压力取值的关系,其压水试验所得透水率往往不能满足规范规定的岩体透水率不大于1 Lu的要求。为此,以某高重力坝河床花岗岩体钻孔压水试验为例,对水电工程中钻孔压水试验中的压力取值进行了探讨,提出了在河床部位一定深度微新紧密岩体的压水试验中压力计算的方法,按此方法所计算的压水试验成果,既能满足高坝岩体透水率不大于1 Lu的防渗的要求,又能客观反映坝址河床基岩的真实情况,对指导现场压水试验具有现实意义。     

基岩帷幕灌浆渗透牲测定

压水试验是工程中常用的现场测试岩体渗透性的方法之一,本文通过对某闸基防渗帷幕灌浆段进行现场压水试验,探讨了压水试验最大压力值设定,计算灌浆后闸基岩体的透水率,提出不均匀岩土地基应分段试验,计算灌浆后岩体的渗透系数,进而评价防渗帷幕灌浆的抗渗性能。     

河南南阳抽水蓄能电站高压渗透试验

简要介绍了河南南阳抽水蓄能电站高压渗透试验的方法及试验成果,探讨了岩体劈裂扩展的渗透破坏特性,分析了在高压水作用下岩体的稳定性和渗透性等特性,阐述了高压渗透试验在高压输水隧洞建设上的重要意义。     

基岩帷幕灌浆渗透性测定

压水试验是工程中常用的现场测试岩体渗透性的方法之一,本文通过对某闸基防渗帷幕灌浆段进行现场压水试验,探讨了压水试验最大压力值设定,计算灌浆后闸基岩体的透水率,提出不均匀岩土地基应分段试验,计算灌浆后岩体的渗透系数,进而评价防渗帷幕灌浆的抗渗性能。     

新第三系红层不同含水量与其力学性质关系试验研究

通过对黄河上游山间盆地新第三系红层岩石含水量进行现场观测，得出了红层不同状态含水量的变化规律。进而开展不同含水量下的岩石（体）单轴、三轴抗压、原位载荷、抗剪、变形等试验，得出了岩石（体）变形破坏与含水量之间的关系，确定了红层岩体物理力学参数取值原则，给出了红层合适的物理力学参数建议值。     

基于区域化变量理论的坝基渗流数值方法研究

坝基岩体渗透系数分布具有强烈的空间变异性,其试验数值差别可达几个数量级,可用区域化变量加以描述。本文基于向家坝水电站坝基渗透性的丰富试验成果,研究了基于区域化变化理论的渗透系数空间分布描述的克里金插值法,并应用在渗流数值计算中。以向家坝典型坝段渗流数值计算为例,分别采用按高程统计方法和克里金插值法对数值模型渗透性进行描述,并得到了渗流场空间分布及测点渗压变化过程。测点渗压实测值与计算值变化规律相同,数值相近。计算单元渗透系数赋值方法不同,坝基渗流场的空间分布也不相同。由于克里金插值方法真实地反映了坝基渗透性空间分布,故渗流数值计算成果更真实;数值计算时渗透系数描述采用克里金插值方法是一种有效、方便且可靠的方法。     

华南某预选低中放废物处置场岩土层渗透性能综合研究

采用渗水、注水、压水、抽水及室内渗透试验等多种测试方法,对我国华南某一预选低中放废物处置场内各岩土层的渗透特性进行分层测试,通过多种方法的综合研究得出处置场地内各岩土层的渗透系数,并基于计算结果评价各岩土层的渗透性能,指出区内微风化花岗岩可作为低中放废物的处置底板,中等风化花岗岩可作为备选处置底板,而冲积黏土则是处置单...     

基于示踪试验的多重裂隙网分级与渗透参数确定

裂隙岩体渗漏已经成为危害水库坝体和地下厂房的重要问题,由于裂隙岩体中存在不同规模的裂隙,因此研究裂隙网络中地下水流运动规律有助于解决地下工程的防渗问题。以某抽水蓄能电站为例,在上水库和地下厂房之间进行了现场示踪试验,根据试验结果对裂隙网络进行了多重分级,并计算了各分级裂隙网络的渗透参数。结果表明:各渗透参数基本随着裂隙网络级数的增加而减小,且各分级网络的渗漏量与导水系数成正比,同时室内试验结果也验证了这一规律的正确性。因此,多重裂隙网络的分级有助于确定裂隙岩体渗漏通道的规模,为裂隙岩体渗流的计算提供可靠的渗透参数,从而为地下工程的防渗提供依据。     

岩体单裂隙流固热化学耦合作用数值模拟研究

为全面研究渗流、应力、化学、温度影响下岩体裂隙的变化,建立了岩体单裂隙的流-固-热-化四场全耦合数学模型,并以Comsol Multiphysics软件为基础,将该数学模型转化为一个统一的偏微分方程组,实现了四场全耦合数值求解。该模型给出了更接近真实物理过程的数值解答,避免用松散耦合法求解多场耦合问题带来的误差。同时通过对两个实例的计算模拟,分析了在渗流、压应力、水化学溶蚀和温度等多因素耦合作用下,岩体单裂隙渗透特性的变化规律,得出了裂隙岩体渗透特性的影响机理和关键影响因素。     

岩体非饱和带水分汽液相态转化规律研究

目前关于非饱和带裂隙岩体水分汽液转化规律的研究较少,但在实际工作中,常需要考虑岩体内部水分汽液相态相互转化对岩体造成的影响。以河南宜阳锦屏山为试验场,利用Apresys179-DTH温湿度记录仪对试验场岩壁水汽进行长期监测,从热力学角度研究非饱和带裂隙岩体内部水分汽液转化规律。结果表明:温度是决定水汽运移和液态水产生的关键因素,绝对湿度的变化规律与温度的变化有极强的相关性;春夏两季外界水汽向裂隙岩体移动,绝对湿度上升;秋冬两季裂隙岩体中的水汽向外界移动,绝对湿度下降;裂隙岩体绝对湿度含量较高的时段为22:00点至次日6:00,该时段内易产生液态水,14:00~16:00时,虽然监测孔内水汽含量较高,但难以达到或超过对应温度下的饱和蒸气压,液态水不易产生。     

岩石THMC多因素耦合试验系统研制与应用

为研究复杂环境下(高应力、高水压、高温、水化学等)岩石渗透特性演化规律,研制了渗流-温度-应力-化学(THMC)多因素耦合作用下岩石渗透特性试验系统。该系统在应力加载系统、渗透压控制系统的基础上扩充了控温系统和化学溶液自配系统,轴向荷载最大可加到1 500 kN,可进行高应力(30 MPa)、高水压(30 MPa)、高温(150 ℃)和低温(-20 ℃)、化学(酸性或碱性环境)等条件下岩石试件的渗透特性测试研究,并可进行岩石变形和渗透、应力耦合的全过程试验研究,是在原有岩石应力-渗流耦合试验设备基础上进一步增加了可直接加载的温度场和与渗流场结合的化学环境对岩石渗流特性的影响而发展的一套全新设备。利用该系统进行了多场耦合条件下岩石的渗透特性试验研究,验证了该试验系统的可靠性,对研究在多物理场耦合作用下岩石介质渗流特性提供了重要研究手段。     

气孔构造岩石裂隙渗透特性研究

岩石光滑裂隙的渗透规律可用立方定理描述,而气孔构造岩石裂隙的渗透性却因裂隙面气孔的存在表现不同渗透规律及机理,值得深入研究.首先在海口市的火山岩地区选取了4种气孔分布有显著差异的玄武岩样品,测量其气孔特征参数后进行单裂隙渗透试验,然后引入裂隙面构造影响因子λ对试验结果做变换整理,获得了气孔构造裂隙渗透规律,最后通过数值...     

高压岔管首次充排水衬砌开裂规律与渗透特征

高压岔管首次充排水过程是影响衬砌裂缝产生和扩展规律、渗透规律以及长期受力特性的关键因素,亦是关乎结构安全与围岩稳定的重要工况。以阳江抽水蓄能电站钢筋混凝土高压岔管为工程背景,基于流固耦合方法,采用离散单元法(PFC~(2D))研究了首次充水裂缝开展位置与初始地应力的关系;然后,利用有限差分法(FLAC~(3D))分析了衬砌起裂过程和贯通临界压力,明确了首次充排水至平衡状态的衬砌渗透特性以及梯级排水条件下衬砌稳定性;最后,研究了钢筋和锚杆对衬砌结构力学特性的影响,并提出限裂设计参数优化方案。结果表明:内水压力2.8 MPa为衬砌起裂临界压力,继续增至4 MPa时衬砌结构裂缝贯通;裂缝是高压岔管充水期内水外渗和放空期外水压消散的重要渗流通道,衬砌结构配筋与锚杆支护是限制裂缝开度的关键措施;放空期高外水荷载作用下衬砌存在受压破坏风险,应对内水放空梯度进行严格控制。