巖溶與裂隙交叉滲流特性試驗及數(shù)值模擬研究.pdf

1、溶蝕巖體的防滲是水電工程、礦山工程和交通工程的重要難題之一。本論文結合湖北省重點科技攻關項目《巖溶地區(qū)巖體滲透水力學及防滲帷幕工程研究—子題三：水布埡防滲帷幕滲控優(yōu)化計算分析》深入研究了巖溶與裂隙交叉滲流特性，使巖溶滲漏(滲透性、滲漏量)的研究由定性分析向定量分析轉變。主要成果和創(chuàng)新如下： ①總結了巖體滲流試驗的發(fā)展歷程和研究成果，較系統(tǒng)地介紹了國內(nèi)外巖體滲流模擬的主要數(shù)值方法，分析比較了各種方法的優(yōu)缺點，指出了各自的適用范圍。

2、 ②建立了光滑巖溶和裂隙交叉的水流室內(nèi)試驗模型，測試了巖溶和裂隙不同交叉情況時的滲流水力特性，研究不同巖溶尺寸、不同裂隙規(guī)模、不同水力條件下巖溶和裂隙交叉的滲流規(guī)律。 ③采用正交統(tǒng)計分析法對試驗數(shù)據(jù)進行深入分析，繪制試驗因子關系曲線圖，詳細研究裂隙寬度、巖溶直徑及進水水頭對試驗結果的影響；結合試驗數(shù)據(jù)，定量分析巖溶與裂隙交叉時其折算滲透系數(shù)與長度、直徑等因素之間的關系；在量綱分析的基礎上，采用變結構遺傳算法建立了計算管道

3、匯流量的數(shù)學模型。 ④根據(jù)室內(nèi)試驗研究成果，提出了考慮巖溶與裂隙交叉局部水頭損失的改進折算滲透系數(shù)法，改編了飽和非穩(wěn)定巖溶滲流場有限元計算程序KARSTcNPM。建立了室內(nèi)試驗的數(shù)值計算模型，對比分析了試驗成果和數(shù)值計算成果，驗證計算程序的正確性。 ⑤將考慮巖溶與裂隙交叉局部水頭損失的改進折算滲透系數(shù)法應用于水布埡工程左岸滲流場的計算分析中，比較了本文所提方法與其他方法的計算成果。視排水洞為巖溶，將巖溶與裂隙交叉水力特性