煤炭学报

作者：王振伟, 马克, 田洪圆, 李全生,

关键词：裂隙几何特征, 表征单元体积, 渗透张量, RFPA2D-Flow,

大型水利水电工程多依附于高陡裂隙岩体边坡而建，而边坡的渗控结构成为研究重点。为进一步研究裂隙岩体渗透特性及其各向异性的影响因素，本文基于C语言程序，考虑不同迹长、密度的概率分布，通过蒙特卡罗方法生成随机裂隙，然后将随机裂隙导入有限元渗流计算软件RFPA2D-Flow，形成渗流裂隙网络模型。通过对不同的方位、不同尺寸上的等效渗透系数的模拟计算，得到不同工况下的渗透张量，结合类张量特性和类常量特性判定依据，确定渗流表征单元体，并自定义渗透特性各向异性系数，研究裂隙的密度、迹长对岩体渗透张量、表征单元体尺寸和各向异性系数的影响。结果表明:① 裂隙密度和裂隙迹长对裂隙岩体的渗透主值影响较大，但对渗透主方向几乎无影响，随密度或者迹长的增大，裂隙岩体的渗透主值逐渐增大;② 在一定范围内，随着裂隙密度或迹长的增大，裂隙岩体的渗透表征单元体尺寸逐渐减小;③裂隙岩体渗透特性的各向异性系数r随密度增大逐渐减小，随裂隙迹长增大呈现先减小后增大的趋势。在此基础上，以锦屏一级水电站坝区左岸边坡裂隙岩体为例，根据地质勘探所获的裂隙概率分布特征及相关参数，利用本文研究方法进行渗流数值模拟计算，确定锦屏左岸裂隙岩体的渗透张量和表征单元体尺寸，并结合现场压水试验结果对本文数值模拟结果进行修正，修正系数在一个数量级之内，说明本文模拟计算结果与实测结果相近。

来源：2019年第10期

《煤炭学报》期刊编辑部

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