地下水封洞库压水试段岩体裂隙平均水力隙宽研究

岩体裂隙水力隙宽在岩体渗透性及水-力耦合特征研究方面具有重要作用,也是地下水封洞库围岩稳定性及支护结构安全性的关键影响因素。本文提出一种地下水封洞库压水试段岩体裂隙平均水力隙宽的确定方法。该方法基于钻孔压水试验与钻孔影像,结合岩体渗透系数张量计算方法进行综合确定。以某地下水封洞库为研究对象,将提出的压水试段裂隙平均水力隙宽确定方法应用其中,获得该洞库岩体裂隙平均水力隙宽的最小值与最大值分别为12μm和115μm,主要分布范围是12~45μm之间,期望为27μm,标准偏差为46。应用结果表明提出的确定方法基本满足工程精度,可在相关工程中应用。

格子Boltzmann方法研究岩石粗糙裂隙渗流特性

为研究岩石粗糙裂隙水力特性,建立了基于格子Boltzmann的压力模型。通过对3组不同试件(平板光滑裂隙、矩形非吻合裂隙、随机隙宽裂隙)的模拟,拟合出流量与平均隙宽的关系。研究结果表明,在所计算的10种工况中,3组裂隙中的水流都接近于层流。只有平行光滑裂隙中的水流的流量与平均隙宽近似成立方关系,矩形非吻合裂隙和随机隙宽裂隙中的流量与平均隙宽呈现超立方关系。改变平均隙宽和进出口压力都会导致流量与平均隙宽的关系变化。同时,进出口压力的改变也会造成两者之间产生次立方关系。

岩体裂隙传导系数研究

本文采用流体力学方法研究了粗糙裂隙和充填裂隙的水流特性，证明了单一裂隙的有效隙宽小于平均隙宽，且依赖于平均隙宽的均方差。研究了充填裂隙接触面积对流态的影响，论证了一些经验公式的局限性和有效性，对各种单宽流量公式的偏差进行了分析。