水巖耦合效應(yīng)試驗及隧道滲流智能反分析.pdf

1、水巖作用是地下工程不可回避的問題,隨著我國地下工程的發(fā)展和需要各界人士對之日益關(guān)注,對于水巖作用的研究可以分為兩個分支。一支是側(cè)重于水化學(xué)的研究,對地球中水的起源進(jìn)行探討、水質(zhì)的時空分布規(guī)律及對其影響的各種因素、水體的化學(xué)演化;另一支是側(cè)重于水動力學(xué),即水巖耦合作用,研究地質(zhì)環(huán)境中的水動力場和地應(yīng)力場之間的相互作用而造成的時空分布規(guī)律與環(huán)境效應(yīng)。以上兩個分支可以分別總結(jié)為對水化學(xué)作用、裂隙滲流作用兩個方面的研究。
　　 本文以試

2、驗為基礎(chǔ),結(jié)合各學(xué)科理論與研究成果,再應(yīng)用對應(yīng)于各類問題的數(shù)值模擬軟件,從理論分析、試驗研究、數(shù)值模擬多方面共同進(jìn)行探究,理論結(jié)合實踐,實踐完善理論,分析和探究水巖作用對巖石強度、結(jié)構(gòu)、滲透性等特性的影響,得到了如下主要結(jié)論:
　　 (1)由不同的外部環(huán)境和靜置時間的共同作用的聲發(fā)射劈裂試驗結(jié)果可知,在凱塞效應(yīng)本身的時效恢復(fù)性的基礎(chǔ)上,液體的浸泡對凱塞效應(yīng)的時效恢復(fù)性有影響。由RFPA2D對不同均質(zhì)度的試件進(jìn)行數(shù)值模擬,所得結(jié)果

3、與實際試驗在不同液體環(huán)境下的巖石試件測試結(jié)果進(jìn)行對比,可得在淡水中浸泡的試件聲發(fā)射發(fā)生了滯后的實質(zhì)是其浸泡后的均勻度m與不浸泡的相比變大,在海水中浸泡的試件聲發(fā)射發(fā)生了滯后的實質(zhì)是其浸泡后的均勻度m與不浸泡的相比變小。進(jìn)而推測出外部環(huán)境對巖石的作用巖石的均質(zhì)度產(chǎn)生了影響。
　　 (2)將高水壓裂隙滲流試驗結(jié)果結(jié)合FLAC3D模擬,證明了在高滲透壓的作用下裂隙寬度發(fā)生了變化而引起滲透系數(shù)的變換的情況下,達(dá)西定律的適用性。提出裂隙固

4、有開度的設(shè)想,在考慮裂隙滲透系數(shù)的時候要考慮由固有開度引起的固有滲透系數(shù),且在裂隙開度較小的時候,在進(jìn)行相關(guān)計算的時候是必須考慮的。從理論和數(shù)值模擬上證明了滲流速度不僅僅和滲透壓差有關(guān),還和試件的圍壓與端部的水壓有關(guān),其根本原因就是圍壓和端部水壓使得裂隙的開度發(fā)生了變化。
　　 (3)以大連地鐵208標(biāo)段過馬欄河地下隧道為例,利用差異進(jìn)化滲流反分析方法,考慮土體滲透性的各向異性,對表層卵石層和下層風(fēng)化巖的滲透系數(shù)進(jìn)行反演,根據(jù)反