基于水—巖耦合理論的壩基防滲帷幕優(yōu)化研究.pdf

1、裂隙巖體滲流應(yīng)力耦合研究是目前巖體工程的前沿性課題之一。對(duì)高壩工程進(jìn)行壩基防滲設(shè)施優(yōu)化是壩體及壩基穩(wěn)定的重要保證,也是降低工程造價(jià)的有效措施。通過分析國(guó)內(nèi)外裂隙巖體水-巖耦合研究發(fā)展及現(xiàn)狀以及壩基防滲設(shè)施設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,采用等效連續(xù)介質(zhì)模型對(duì)以密集裂隙分布為主的巖體進(jìn)行非穩(wěn)定滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)耦合研究,并將滲流應(yīng)力耦合理論引入壩基防滲設(shè)施優(yōu)化研究中,以防滲帷幕的工程造價(jià)為目標(biāo)函數(shù),以通過帷幕的滲流量、壩基最大水力坡降及壩底總的揚(yáng)壓力為約束條件

2、,建立優(yōu)化研究模型,采用改進(jìn)遺傳算法進(jìn)行壩基防滲設(shè)施優(yōu)化研究。本文的主要研究?jī)?nèi)容及成果如下： (1)進(jìn)行裂隙巖體滲流應(yīng)力耦合模型研究,分析各種耦合模型的優(yōu)缺點(diǎn)及其使用范圍,即在進(jìn)行巖體滲流應(yīng)力耦合研究時(shí),需根據(jù)不同地質(zhì)情況采用不同的模型。 (2)根據(jù)裂隙巖體滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)耦合理論,采用等效連續(xù)介質(zhì)模型進(jìn)行二維,三維滲流應(yīng)力耦合作用軟件開發(fā),并與改進(jìn)遺傳算法相結(jié)合,進(jìn)行高壩工程壩基防滲帷幕優(yōu)化研究。 (3)對(duì)以密集

3、裂隙分布為主的巖體進(jìn)行二維、三維非穩(wěn)定滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)耦合作用研究,采用等效連續(xù)介質(zhì)模型進(jìn)行迭代耦合計(jì)算。通過工程算例計(jì)算,結(jié)果表明耦合作用使得壩基巖體內(nèi)水頭增大,即在巖體裂隙中產(chǎn)生更大的揚(yáng)壓力；當(dāng)庫(kù)水位下降時(shí),壩基內(nèi)水頭具有滯后效應(yīng),并且?guī)焖幌陆邓俾试酱?滯后效應(yīng)越明顯,在壩基上游處形成更大的水力坡降。 (4)滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)耦合作用使得壩基巖體內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)中的各應(yīng)力分量均增大,但當(dāng)庫(kù)水位以不同速率下降時(shí),應(yīng)力場(chǎng)變化不大。