大渡河大崗山水電站左岸壩肩巖體滲透結構模型分析.pdf

1、大崗山水電站是大渡河干流近期開發(fā)的大型水電工程之一,樞紐區(qū)河谷峽窄,谷坡陡峻,開挖邊坡150～200m。壩址區(qū)巖體在長期的地質作用過程中,產生了不同規(guī)模、不同成因類型和不同力學性質的節(jié)理、裂隙和斷裂面。這些節(jié)理、裂隙和斷裂面在空間上相互交切組合,構成了網絡狀裂隙系統(tǒng),控制著壩區(qū)巖體結構的基本狀況,也形成了控制壩區(qū)各類工程地質問題產生的基本地質條件。隨著邊坡的開挖和電站的施工,高邊坡的穩(wěn)定性問題日趨顯著,而絕大多數巖質邊坡的破壞均是由于地

2、下水在裂隙中的滲流而引起,巖體的滲透特性對邊坡穩(wěn)定性的影響是不可忽視的。
　　 為了充分考慮裂隙巖體的滲透特性對壩肩巖體穩(wěn)定性的影響,本文以大崗山水電站左岸壩肩1070～980m段巖體為研究對象,從巖體的結構特征出發(fā),通過研究裂隙巖體的滲透結構特征,對裂隙巖體中雙重裂隙的滲透特性分別進行了深入的探討和分析,從而獲得巖體中不同空間位置的滲透系數,準確地表達出裂隙巖體滲透性的各向異性特征,為處理巖質高邊坡穩(wěn)定性問題提供相應的資料和參

3、考。具體的研究成果如下:
　　 (1)從區(qū)域地質背景、地層巖性、地質構造方面分析了研究區(qū)的地質環(huán)境條件。在地形上本區(qū)地勢陡峻,地形復雜多樣,屬中高山峽谷地貌；在地層巖性上區(qū)內為揚子地層區(qū),以巖漿巖和一套發(fā)育不全的元古界-中生界的沉積巖為主；在大地構造上區(qū)域地處特提斯-喜馬拉雅造山系與揚子地臺西緣的結合帶。
　　 (2)歸納了大崗山水電站左岸壩肩巖體的各向異性特征,包括巖體巖性特征、斷裂構造特征和風化卸荷特征。通過分析和討

4、論各特征與巖體滲透結構的關系,對左岸壩肩巖體進行滲透結構的區(qū)域劃分。
　　 (3)以巖體滲透結構的區(qū)域劃分為基礎,以現場地質調查和實測資料的分析為重點,從節(jié)理巖體的幾何參數的統(tǒng)計分析出發(fā),通過帶寬投影法進行計算,獲得左岸壩肩不同區(qū)域巖體的各組裂隙連通率建議值。
　　 (4)從巖體的結構特征出發(fā),分析巖體的各向異性和非均質性,對裂隙巖體中雙重裂隙的滲透特性分別討論。對于巖體中作為滲流主導通道,具有較強導水能力的長、大裂隙,

5、其滲透性通過常規(guī)的解析計算即可求得；對于規(guī)模較小,導水能力差的小裂隙或微裂隙,由于受裂隙的產狀、間距、隙寬和裂隙中充填物的物質組成等因素的影響,僅通過壓水試驗資料不足以準確獲得此種裂隙的滲透系數,需要通過其他方法來獲取。
　　 (5)從滲流基本理論出發(fā),通過一系列的公式推導及計算,探討了裂隙巖體中單組裂隙的等效滲透張量。認為采用有限單元法模擬單孔定向壓水試驗是切實可行的,同時BP神經網絡的非線性映射能力強大,可以有效地用于反演裂

6、隙巖體的滲透系數(等效滲透張量)。
　　 (6)對于裂隙巖體中的單組裂隙,基于單孔定向壓水試驗及BP神經網絡,只能反演得到有關巖體滲透特性的一個未知參數,根據需要可以反演得到本文中提出裂隙連通率與連通系數轉換關系時假定的連通修正系數,進而得到巖體裂隙的等效滲透張量。通過工程實例證明該轉換關系和反演方法是切實可行的。
　　 (7)按照文章中所給的計算方法,得到滲透結構內的各組裂隙的等效滲透張量,之后通過相應公式對各裂隙滲透