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。     

采用加速遗传算法反演裂隙岩体渗流参数

利用水头实测资料，以裂隙组的渗透系数比例因子为待反演的参数向量，基于浮点编码的加速遗传算法，提出裂隙渗流参数的翰经反演模型，并通过典型坝基渗流算例进行验证，文中同时给出了传统单纯形算法在不同初始值条件下的反演成果。计算结果表明，本文方法可以在仅给出各参数取值范围的条件下，有效地求得非均质各向异性裂隙岩体渗流参数，且克服了传统优化搜索算法严惩依赖于初值，且当待反演参数数目较多时，寻优过程极易陷入局部最优值，甚至搜索不收敛等缺陷。     

裂隙岩体渗流网络生成及渗流特性现场试验研究

本文以拉西瓦水电站工程为对象，针对裂隙岩体的典型裂隙网络渗流和壳状渗流结构特点，利用同位素测试及双重介质同孔渗流参数测试法，建立了适合拉西瓦渗流网络，提供了双重介质相应渗流参数。     

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，确定了裂隙网络生成的原理和方法，系统地推导在渗充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央体理解隙构造的特征，进行了渗流计算和分析，还与连续介质和裂隙渗流模型进行了计算比较。     

岩体裂隙水流的运动规律

对岩体裂隙水流运动规律进行了探讨。分别导出了Forchheimer渗流方程中系数a，b的表达式，它既适用于充填裂隙水流，又适用于非充填裂隙水流。大量试验表明，该式还适用于描述线性和非线性渗透运动。     

岩体三维主干裂隙网络渗流分析

基于流体力学的基本理论和二维岩体裂隙网络渗流原理，推广得到了三维岩体裂隙网络渗流基本方程。将三维岩体裂隙网络渗流理论及有限元数值方法应用于主干岩体裂隙网络渗流分析中，得到了令人满意的结果。     

岩体渗流-应力耦合裂隙网络模型研究进展

裂隙岩体结构复杂,岩体的渗流特性与应力环境存在着密切关系,渗流场对应力场同样也存在影响.在国内外相关研究的基础上,系统地归纳了岩体渗流-应力耦合裂隙网络模型的建立思路、裂隙处理方法等.提出地下岩体中裂隙网络是无法完全可观测的,实际得到的数据并不充分,在随机模拟时,如何选择反映实际岩体特性的随机分布还有待进一步研究,在耦合模型中如何更真实地表征裂隙随应力的变化关系也需进一步研究.     

典型小流域裂隙岩体渗流补给特性试验研究

采用野外试验,在分析典型小流域坡地地质结构特征的基础上,针对下垫面的非均质性和空间变异性,通过测定坡地岩土的水分变化和流域出口裂隙岩体渗流对降雨入渗的响应,对天然降雨条件下的小流域水量转化特性进行了分析.得到如下结论：裂隙岩体渗流对暴雨过程具有明显响应;岩土二元结构下垫面具有较强的储水和透水功能,为降雨入渗过程中土壤层与裂隙岩体层之间形成暂时饱和区创造了地质条件,这为坡地渗流的集蓄技术提供了理论依据;水分在风化裂隙岩体中的运动存在优先流现象,这说明考虑下垫面的非均质性和空间变异性将有助于正确认识水分在风化裂隙岩体中运动的真实性,也说明等效连续介质模型在风化裂隙岩体中是不合理的.     

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。     

三维裂隙网络非稳定渗流数值分析

研究裂隙岩体中渗透水流随时间、边界条件的变化规律,从而客观反映渗透水流情况,具有重要的意义。本文针对分布特别稀疏的三维主干岩体裂隙网络,以渗流区内的水量平衡原理为依据建立基本方程,推导三维岩体裂隙网络非稳定渗流的基本方程;并将三维裂隙网络渗流理论及有限元数值方法运用于主干岩体裂隙网络渗流分析中。基于裂隙岩体网络非稳定渗流数学模型,编制相应的程序。对于工程实例,根据实测情况利用Monte-Carlo模拟出岩体中二级裂隙网络分布情况进行分析,然后进行了三维非稳定渗流分析。计算结果充分体现了岩体中裂隙网络的储水性,当边界条件发生变化时,裂隙岩体中水头分布变化存在一定的滞后性;并表明主干裂隙的强导水性,使得裂隙岩体中的主干裂隙的渗流分析成为渗流分析中的重点。     

坝基裂隙岩体三维灌浆数值模拟

坝基灌浆工程地质条件复杂且具有隐蔽性,如何建立能准确反映岩体内裂隙分布情况的三维随机裂隙网络模型,并进行浆液扩散特征的研究是灌浆数值模拟的关键和难点。现有研究大多通过岩体揭露面统计资料估计裂隙的几何参数,无法有效反映复杂裂隙真实特征,且灌浆模拟研究中多将裂隙简化为单一裂隙或规则裂隙网络。本文采用Monte Carlo法建立三维随机裂隙网络模型;提出三维裂隙宾汉姆流体灌浆数学模型,实现对随机裂隙内宾汉姆浆液扩散特征的研究;运用该模型对某水电站坝基裂隙岩体灌浆过程进行模拟,结果表明：浆液主要在与灌浆孔相交的裂隙内流动,灌浆压力在灌浆孔附近衰减速率最快且对浆液扩散的影响较为显著。同传统裂隙灌浆模拟相比,该方法能有效反映复杂裂隙的真实特征,获取更贴近实际工程的灌浆结果,为保障灌浆工程的安全建设和经济合理性提供了理论依据。     

岩体分形离散裂隙网络系统中流体流动模拟研究进展

回顾了岩体裂隙系统的位置、轨迹长度、方位和开度等几何拓扑结构参数的分形特征表征方法,分析了CT扫描技术对分析裂隙分形特征的重要作用,系统介绍了逾渗理论在裂隙网络系统连通性研究方面的成果,并对基于Monte-Carlo随机模拟的岩体裂隙网络系统生成方法和岩体分形离散裂隙网络系统中流体流动模拟等研究成果进行了综述。基于岩体裂隙系统的分形特征和逾渗特征建立的离散裂隙网络系统模型能够真实反映岩体裂隙的结构特征,并揭示岩体分形离散裂隙网络系统中流体流动机理,但目前尚无大型的逾渗数值模拟商业软件,分形离散裂隙网络逾渗模型算法的实现将成为研究的热点。     

利用岩体完整性指数评价基岩灌浆效果的探讨

利用云南省富源县响水河水库帷幕灌浆试验研究所获得的岩体声波测试成果,提出了以岩体完整性指数评价灌浆效果的概念,并在GB50218-94中Kv值与定性划分岩体完整程度对应关系五级分档[1]的基础上,提出了适合于灌浆质量控制要求的八级分档标准,且灌前灌后的岩体完整程度按八级分档时以提高一级为宜.研究成果可供同类工程借鉴.     

考虑水流温度影响的三维岩体裂隙网络非稳定渗流场数值分析

水流温度对裂隙岩体中渗流场分布规律的影响是岩体水力学研究的热点问题。在分析水流温度对裂隙水流影响机理的基础上,建立了考虑水流温度影响的岩体裂隙渗流场数学模型,采用有限元法对其进行数值求解。研究结果表明：考虑水流温度影响较不考虑水流温度影响的渗流场水头值普遍偏高;水流温度对渗透系数的影响在水流温度影响渗流场分布的过程中起主导作用;裂隙宽度越大,水流温度对裂隙渗流场的影响越明显。     

灌浆前后岩体弹性模量的检测

采用钻孔弹性模量计对三峡F2 15断层带灌浆试验不同时期的岩体弹性模量进行了测试 ,测试值反映了灌浆前后断层带岩体弹性模量值的变化 ,为评价灌浆效果提供了一个较好的指标     

裂隙岩体注浆模拟试验研究

通过在模拟的裂隙岩体中进行注浆试验,研究分析裂隙宽度d、注浆压力p、水灰比m的单因素和多因素对浆液扩散半径R、注浆后试件的抗压强度P和渗透系数K的影响规律和它们之间的相互关系。结果表明：R随着d、p、m的增加而增大,影响R最显著的因素是p,其次是d、m;P与d、p呈正相关性,与m呈负相关性,d对P有较大的影响,p次之,m则占有明显的优势;渗透系数K随着d、m的增大而增大,随着p的增大而减小,对K影响最大的是d,其次是p、m。利用计算机优化回归试验数据,得出了它们之间的关系式。     

三维离散裂隙网络渗流模型与实验模拟

本文根据天然裂隙系统发育规律及其渗透机制，将复杂的裂隙系统划分成带状断层、面状裂缝和管状孔洞三大类型，在忽略岩块渗透性的前提下，建立了由管状线单元、缝状面单元和带状体单元组合而成的三维裂隙网络渗流数值模型，为检验模型的合理性，在室内利用混凝土试块制成的离散体来模拟三维裂隙网络结构，设定不同的边界水位和降雨入渗对裂隙中渗流进行了实验，利用数值模型对实验结果进行了模拟，初步验证模型是合理而可靠的。