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本论文结合项目《湖北省五峰县南河麒麟观水库工程综合地质勘察研究》而完成的。从分析裂隙岩体渗流模型的研究入手,通过对非连续裂隙网络模型、等效连续介质模型和双重(多重)介质模型的理论分析,分析其优缺点,提出了本文的研究思路。
介绍了坝区的地质与水文地质概况。在这一章里,对坝址区的地形地貌、地层岩性和地质构造作了阐述,特别对裂隙的类型和特点做了详细的分析。同时,对坝区各地下水系统的特征及其它们之间的相互水力联系作了重点的分析。这些都是后续问题讨论的基础。
根据野外地质调查在研究区发育有成岩裂隙、构造裂隙、风化卸荷裂隙以及溶隙这四种不同规模的裂隙,裂隙发育比较复杂,如果采用非连续裂隙网络模型,工作量和计算量巨大,目前无法实现。如果采用等效连续介质,又不能反映坝区裂隙岩体非均质各向异性的特点,综合这些原因,我们采用双重介质模型来刻画坝区的裂隙岩体,这样它既克服了获取众多裂隙参数的困难,以及由于构建庞大的非连续裂隙网络所带来的计算上的困难,同时又刻画了大裂隙(溶隙)在水流运动的过程中起到的主导作用,同时也能满足工程的实际需要。
在对研究区的多重裂隙渗流模型的研究中,首先对除了大裂隙(溶隙)以外裂隙进行分组统计分析,得出不同裂隙组的分布特征,利用Monte-Carlo原理,生成三维随机的裂隙网络模型,分析裂隙的连通性,剔除封闭的裂隙。
在确定连续介质的渗透性及参数确定时,主要利用对得到的裂隙网络模型求起渗透张量,并结合压水试验确定其渗透参数的大小。在结合实际地质情况,得出计算参数为:中坝区的渗透系数为5.63x10<-2>cm/s,下坝区的渗透系数为1.14×10<-2>cm/s。
最后通过对坝区双重介质模型的分析,根据前面的参数分区、参数大小以及各向异性的研究结果,进行模型概化,通过利用计算软件采用地下水模拟通用程序“Visual MODFLOW2.7.1”模拟下坝在不同防渗情况下深度的渗流量,验证模型的正确性,为大坝的防渗提供参考。