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《裂隙網(wǎng)絡滲流與離散元耦合分析充水巖質(zhì)高邊坡的穩(wěn)定性》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、裂隙網(wǎng)絡滲流與離散元耦合分析充水巖質(zhì)高邊坡的穩(wěn)定性水文地質(zhì)工程地質(zhì)2000年第2期3o一裂隙網(wǎng)絡滲?JIb~離散元耦合分析充水巖質(zhì)高邊坡的穩(wěn)定性?z摘要:本文運用裂隙巖體滲流模型與離散元力學模型耦合分析充水巖質(zhì)高邊坡的穩(wěn)定性根據(jù)裂隙巖體主干裂隙與網(wǎng)絡狀裂晾的特點,建立了的離散介質(zhì)與連續(xù)介質(zhì)耦舍滲流模型井求其解.討論了滲流模型與離散元模型耦合在邊坡穩(wěn)定性分析中應用的原理和方法.應用該方法對烏江椅皮灘水利樞紐水墊塘兩側(cè)充水巖體的邊坡穩(wěn)定性進行了分析,結(jié)果被用于該工程的設計之中...葶鍵詞:型!旦笪;連逗囊耍;奄墼重墅望;
2、童塞坌塹蔥}一/中圍分糞號:P641.2文獻標識碼:A文章號:i000—3665(2面0)一026oao3.1Abstract:Thispaperpresentsanapproachforthestabilityanalysisofrockmassslopebyusingdistinctelementmethodcoupledwithfluidflowmode1.Twosystemsoffracturescanbeclassifiedinarockn]ass:dominantfracturesystem.nwhich
3、fluidflowcanbedescribedbyadistinctmediummodel,andnetworkfracturesystem,inwhichfluidflowcanbedenotedbyacontinuosmediummode1.Theprincipleofdistinctdementmethodincombinationwithflowmodelisdiscussedinthepaper.ThisapproachisappliedintheslopestabilityanalysisinWujian
4、gGoupitanHydropowerProject.Re—suitsareusedinthedesignoftheproject.Keywords:{racturenetwork;continuousmedium;distinctmodel:distinctelementmodel{highslopestabilityanalysis隨著我國基巖區(qū)高壩建設走進世界前列,邊坡穩(wěn)定問題已成為基巖區(qū)高壩建設的重要課題.本文采用巖體滲流分析和離散單元力學模型[相結(jié)合的方法,對烏江構(gòu)皮灘水利樞紐工程水墊塘兩側(cè)充水巖體的邊坡穩(wěn)
5、定性進行了分析,結(jié)果被用于工程設計之中.1主干裂隙與網(wǎng)絡狀裂隙的滲流模型巖體中的非連續(xù)面按其滲流作用不同可分為主干裂隙和網(wǎng)絡狀裂隙兩部分.主干裂隙如斷層,剪切破裂帶等,通常切割深,延伸長,規(guī)模大.網(wǎng)絡狀裂隙主要由節(jié)理和裂隙等構(gòu)成,單體規(guī)模小,總體密度大,在空間上交割成立體網(wǎng)絡狀.如果使用離散介質(zhì)方法描述每個裂隙中的水運動],則由于由于巖體裂隙眾多而使之應用變的困難.如果使用等效連續(xù)介質(zhì)滲流方法,則無法刻畫骨干裂隙的特殊水力傳導性質(zhì).這里我們使用連續(xù)介質(zhì)滲流分析方法描述網(wǎng)絡狀裂隙中的水運動,使用離散介質(zhì)方法分析骨干裂隙
6、中的水運動,并利用裂隙壁邊界條件將兩者耦合起來[.這種方法既能反映主干裂隙的特殊導水作用,又避開了逐個計算阿收稿日期:1999一l2-11基金項目:國家自然科學基金資助項目(59779014)絡狀裂隙滲流所帶來的困難.可以在較大研究域上進行巖體滲流分析.連續(xù)介質(zhì)域(tk稱巖塊域)中的三維非穩(wěn)定滲流方程為:dh—div(Kgadh)+W(1)式中:^(z,,.,f)一連續(xù)介質(zhì)域水頭;一貯水率;——源匯項,包括水井,降雨和蒸發(fā)等;一滲透系數(shù)張量.在裂晾壁上巖塊域水頭等于裂隙域水頭.對于離散介質(zhì)域(也稱裂隙域)而言,假設滲
7、流在裂隙面局部坐標系下為二維流,通過裂隙間的交叉與其它裂隙交換水量,通過裂隙壁與連續(xù)介質(zhì)域交換水量.各裂隙面二維流在研究域空間坐標系下組合成三維裂隙網(wǎng)絡滲流體.就裂隙面局部坐標系而言,第i個裂隙中的滲流方程為:?筆一div(gadH)++F,(2)式中:H一裂隙的水頭一貯水系數(shù);了1n一導水系數(shù);2000年第2期水文地質(zhì)工程地質(zhì)6——裂隙的水力開度;w^——源匯項;F——與連續(xù)介質(zhì)域的水量交換項,定義為單位時間單位裂隙面積由連續(xù)介質(zhì)域進入裂隙的水體積.裂隙的邊界有兩種:①與研究域邊界面相交,邊界條件由研究域邊界確定;
8、②終止于研究域內(nèi)部,水流通量為零每個裂隙都有這樣一個定解問題,通過裂隙交叉將各個裂隙聯(lián)系起來.使用有限單元法求上述耦合滲流模型的數(shù)值解.由于裂隙域模型與巖塊域模型耦合存在,因此,使用迭代方法求解之.三維滲流模型可以直接應用于剖面二維問題,只要取單位剖面厚度即可.2離散元力學模型在離散單元法中,兩單元之間的力和位移關(guān)系為△F一K?izAF一K?△
