大渡河大崗山水電站左岸壩肩巖體滲透結(jié)構(gòu)模型分析.pdf

1、大崗山水電站是大渡河干流近期開發(fā)的大型水電工程之一,樞紐區(qū)河谷峽窄,谷坡陡峻,開挖邊坡150～200m。壩址區(qū)巖體在長期的地質(zhì)作用過程中,產(chǎn)生了不同規(guī)模、不同成因類型和不同力學(xué)性質(zhì)的節(jié)理、裂隙和斷裂面。這些節(jié)理、裂隙和斷裂面在空間上相互交切組合,構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)狀裂隙系統(tǒng),控制著壩區(qū)巖體結(jié)構(gòu)的基本狀況,也形成了控制壩區(qū)各類工程地質(zhì)問題產(chǎn)生的基本地質(zhì)條件。隨著邊坡的開挖和電站的施工,高邊坡的穩(wěn)定性問題日趨顯著,而絕大多數(shù)巖質(zhì)邊坡的破壞均是由于地

2、下水在裂隙中的滲流而引起,巖體的滲透特性對邊坡穩(wěn)定性的影響是不可忽視的。
　　 為了充分考慮裂隙巖體的滲透特性對壩肩巖體穩(wěn)定性的影響,本文以大崗山水電站左岸壩肩1070～980m段巖體為研究對象,從巖體的結(jié)構(gòu)特征出發(fā),通過研究裂隙巖體的滲透結(jié)構(gòu)特征,對裂隙巖體中雙重裂隙的滲透特性分別進(jìn)行了深入的探討和分析,從而獲得巖體中不同空間位置的滲透系數(shù),準(zhǔn)確地表達(dá)出裂隙巖體滲透性的各向異性特征,為處理巖質(zhì)高邊坡穩(wěn)定性問題提供相應(yīng)的資料和參

3、考。具體的研究成果如下:
　　 (1)從區(qū)域地質(zhì)背景、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造方面分析了研究區(qū)的地質(zhì)環(huán)境條件。在地形上本區(qū)地勢陡峻,地形復(fù)雜多樣,屬中高山峽谷地貌；在地層巖性上區(qū)內(nèi)為揚子地層區(qū),以巖漿巖和一套發(fā)育不全的元古界-中生界的沉積巖為主；在大地構(gòu)造上區(qū)域地處特提斯-喜馬拉雅造山系與揚子地臺西緣的結(jié)合帶。
　　 (2)歸納了大崗山水電站左岸壩肩巖體的各向異性特征,包括巖體巖性特征、斷裂構(gòu)造特征和風(fēng)化卸荷特征。通過分析和討

4、論各特征與巖體滲透結(jié)構(gòu)的關(guān)系,對左岸壩肩巖體進(jìn)行滲透結(jié)構(gòu)的區(qū)域劃分。
　　 (3)以巖體滲透結(jié)構(gòu)的區(qū)域劃分為基礎(chǔ),以現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查和實測資料的分析為重點,從節(jié)理巖體的幾何參數(shù)的統(tǒng)計分析出發(fā),通過帶寬投影法進(jìn)行計算,獲得左岸壩肩不同區(qū)域巖體的各組裂隙連通率建議值。
　　 (4)從巖體的結(jié)構(gòu)特征出發(fā),分析巖體的各向異性和非均質(zhì)性,對裂隙巖體中雙重裂隙的滲透特性分別討論。對于巖體中作為滲流主導(dǎo)通道,具有較強(qiáng)導(dǎo)水能力的長、大裂隙,

5、其滲透性通過常規(guī)的解析計算即可求得；對于規(guī)模較小,導(dǎo)水能力差的小裂隙或微裂隙,由于受裂隙的產(chǎn)狀、間距、隙寬和裂隙中充填物的物質(zhì)組成等因素的影響,僅通過壓水試驗資料不足以準(zhǔn)確獲得此種裂隙的滲透系數(shù),需要通過其他方法來獲取。
　　 (5)從滲流基本理論出發(fā),通過一系列的公式推導(dǎo)及計算,探討了裂隙巖體中單組裂隙的等效滲透張量。認(rèn)為采用有限單元法模擬單孔定向壓水試驗是切實可行的,同時BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性映射能力強(qiáng)大,可以有效地用于反演裂

6、隙巖體的滲透系數(shù)(等效滲透張量)。
　　 (6)對于裂隙巖體中的單組裂隙,基于單孔定向壓水試驗及BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),只能反演得到有關(guān)巖體滲透特性的一個未知參數(shù),根據(jù)需要可以反演得到本文中提出裂隙連通率與連通系數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系時假定的連通修正系數(shù),進(jìn)而得到巖體裂隙的等效滲透張量。通過工程實例證明該轉(zhuǎn)換關(guān)系和反演方法是切實可行的。
　　 (7)按照文章中所給的計算方法,得到滲透結(jié)構(gòu)內(nèi)的各組裂隙的等效滲透張量,之后通過相應(yīng)公式對各裂隙滲透