裂隙巖體中滲透性垂向變化規(guī)律及滲流場特征成果信息

本項目以金沙江下游向家壩壩址區(qū)的三疊系鈣質(zhì)膠結(jié)砂巖裂隙巖體為對象，結(jié)合實(shí)際工程需要，完成了從理論到應(yīng)用的整個研究過程。在三年時間里，課題組共15人次赴向家壩進(jìn)行野外調(diào)查，完成了過河平硐疏干抽水和平硐內(nèi)裂隙巖體大型抽水兩項試驗(yàn)。通過對壩址區(qū)133個鉆孔2595段壓水試驗(yàn)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)整理，結(jié)合基礎(chǔ)地質(zhì)資料的分析，提出了巖體宏觀滲透結(jié)構(gòu)，并給出了巖體滲透性分區(qū)和評價指標(biāo)。針對向家壩地區(qū)砂巖裂隙巖體滲透性的非均質(zhì)性，提出了與實(shí)際情況更相符合的匯點(diǎn)法井流計算公式，利用兩次大型抽水試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到了準(zhǔn)確的巖體滲透系數(shù)值。建立了巖體滲透性評價指標(biāo)與滲透系數(shù)之間的定量關(guān)系，最終得到各分區(qū)內(nèi)巖體的宏觀滲透系數(shù)值。借助pmw 滲流計算軟件，對水庫蓄水后壩址區(qū)地下水滲流場進(jìn)行了初步計算。該項工作提出了一系列理論和方法，對砂巖裂隙巖體的滲透規(guī)律有了進(jìn)一步的認(rèn)識，許多結(jié)果已被實(shí)際工程所采用，取得了很好的應(yīng)用效果。,本項目以金沙江下游向家壩壩址區(qū)的三疊系鈣質(zhì)膠結(jié)砂巖裂隙巖體為對象，結(jié)合實(shí)際工程需要，完成了從理論到應(yīng)用的整個研究過程。在三年時間里，課題組共15人次赴向家壩進(jìn)行野外調(diào)查，完成了過河平硐疏干抽水和平硐內(nèi)裂隙巖體大型抽水兩項試驗(yàn)。通過對壩址區(qū)133個鉆孔2595段壓水試驗(yàn)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)整理，結(jié)合基礎(chǔ)地質(zhì)資料的分析，提出了巖體宏觀滲透結(jié)構(gòu)，并給出了巖體滲透性分區(qū)和評價指標(biāo)。針對向家壩地區(qū)砂巖裂隙巖體滲透性的非均質(zhì)性，提出了與實(shí)際情況更相符合的匯點(diǎn)法井流計算公式，利用兩次大型抽水試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到了準(zhǔn)確的巖體滲透系數(shù)值。建立了巖體滲透性評價指標(biāo)與滲透系數(shù)之間的定量關(guān)系，最終得到各分區(qū)內(nèi)巖體的宏觀滲透系數(shù)值。借助pmw 滲流計算軟件，對水庫蓄水后壩址區(qū)地下水滲流場進(jìn)行了初步計算。該項工作提出了一系列理論和方法，對砂巖裂隙巖體的滲透規(guī)律有了進(jìn)一步的認(rèn)識，許多結(jié)果已被實(shí)際工程所采用，取得了很好的應(yīng)用效果。 2100433B

本項目基于大量的壓水試驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過引入地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)中的 去叢聚效應(yīng) ，有效地分析了砂泥巖裂隙巖體的層狀滲透結(jié)構(gòu)、帶狀滲透結(jié)構(gòu)和殼狀滲透結(jié)構(gòu)；提出了一種將大量低分辨率數(shù)據(jù)離散化后取均值以獲取高分辨率信息的研究思路，通過應(yīng)用相對深度、滲透系數(shù)較大值等方法，有效分析了單一地層內(nèi)滲透性的主要影響因素。針對抽水試驗(yàn)，推導(dǎo)了裂隙含水層中抽水井不均勻出水條件下的井流公式。裂隙巖體中的滲流、變形都主要發(fā)生在裂隙中，因此巖體的滲透性參數(shù)和變形參數(shù)之間存在聯(lián)系。提出利用巖體滲透性隨深度的變化趨勢估算大尺度巖體的裂隙法向剛度和變形模量，得到的結(jié)果與現(xiàn)場實(shí)測結(jié)果基本吻合。發(fā)展了一種同時忠實(shí)于滲透系數(shù)實(shí)測值和示蹤試驗(yàn)數(shù)據(jù)，基于梯度的反演三維滲透系數(shù)場的方法--序貫自校正方法。該方法以地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)條件模擬得到的忠實(shí)于滲透系數(shù)實(shí)測值的滲透系數(shù)場為初始條件，通過優(yōu)化方法校正該滲透系數(shù)場就得到反映示蹤試驗(yàn)資料的滲透系數(shù)場。,本項目基于大量的壓水試驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過引入地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)中的 去叢聚效應(yīng) ，有效地分析了砂泥巖裂隙巖體的層狀滲透結(jié)構(gòu)、帶狀滲透結(jié)構(gòu)和殼狀滲透結(jié)構(gòu)；提出了一種將大量低分辨率數(shù)據(jù)離散化后取均值以獲取高分辨率信息的研究思路，通過應(yīng)用相對深度、滲透系數(shù)較大值等方法，有效分析了單一地層內(nèi)滲透性的主要影響因素。針對抽水試驗(yàn)，推導(dǎo)了裂隙含水層中抽水井不均勻出水條件下的井流公式。裂隙巖體中的滲流、變形都主要發(fā)生在裂隙中，因此巖體的滲透性參數(shù)和變形參數(shù)之間存在聯(lián)系。提出利用巖體滲透性隨深度的變化趨勢估算大尺度巖體的裂隙法向剛度和變形模量，得到的結(jié)果與現(xiàn)場實(shí)測結(jié)果基本吻合。發(fā)展了一種同時忠實(shí)于滲透系數(shù)實(shí)測值和示蹤試驗(yàn)數(shù)據(jù)，基于梯度的反演三維滲透系數(shù)場的方法--序貫自校正方法。該方法以地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)條件模擬得到的忠實(shí)于滲透系數(shù)實(shí)測值的滲透系數(shù)場為初始條件，通過優(yōu)化方法校正該滲透系數(shù)場就得到反映示蹤試驗(yàn)資料的滲透系數(shù)場。 2100433B

本項課題研究內(nèi)容為裂隙巖體滲流應(yīng)力耦合特性及分析研究，以試驗(yàn)為基，注重理論分析和歸納。通過滲流應(yīng)力耦合試驗(yàn)，提出滲流應(yīng)力耦合關(guān)系式，并用于龍灘高碾壓砼壩斷面優(yōu)化招標(biāo)設(shè)計。首次提出裂隙巖體四自由度全耦合分析方法，突破目前普遍采用的滲流場和應(yīng)力場分開計算，交叉迭代的計算程式，成為目前較完善的分析方法，編制了相應(yīng)程序可資歷應(yīng)用，完成交叉裂隙水流模型試驗(yàn)，建立了交叉水流局部水頭損失的理論模式及相應(yīng)的修正系數(shù)，改進(jìn)完善了網(wǎng)絡(luò)滲流的計算，澄清了網(wǎng)絡(luò)裂隙水流計算中是否要考慮交叉引起的水冰損失的爭論。本研究豐富了巖石力學(xué)內(nèi)容，促進(jìn)裂隙水力學(xué)發(fā)展起到積極作用。成果理論水平高，有較好的應(yīng)用前景。培養(yǎng)了高層次人才。 2100433B