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复杂裂隙岩体天然渗流场反演分析

水力发电学报 2012年第3期31卷 188-193,198页

作者：段斌张林何江达符文熹陈刚四川大学水利水电学院水力学与山区河流开发保护国家重点实验室成都610065 国电大渡河流域水电开发有限公司成都610041

水电工程地形地质条件复杂,岩体中常发育有多组节理裂隙,由此造成岩体渗透特性在空间上呈现明显的分区、分带和各向异性的特征。基于大岗山水电站厂房和坝址区地形地质条件和岩体五组主要节理裂隙发育特性,建立三维有限元计算模型,采用... 详细信息

水电工程地形地质条件复杂,岩体中常发育有多组节理裂隙,由此造成岩体渗透特性在空间上呈现明显的分区、分带和各向异性的特征。基于大岗山水电站厂房和坝址区地形地质条件和岩体五组主要节理裂隙发育特性,建立三维有限元计算模型,采用二次规划反演法、裂隙岩体渗透张量分析法和自由面计算固定网格法进行分析,利用计算水位与钻孔实测水位的对比,反演出厂房和坝址区天然渗流场,确定了渗透参数和边界条件,为其他工况渗流场分析计算和渗控措施优化提供了基础参数和依据。

关键词：岩石学天然渗流场反演分析裂隙岩体各向异性三维有限元法

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地应力作用下软弱层带的工程特性研究

岩土工程学报 2002年第5期24卷 584-587页

作者：符文熹聂德新尚岳全陈云敏浙江大学土木工程学系浙江杭州310027 成都理工大学工程地质研究所四川成都610059

分析了勘探平洞中软弱层带取样试验存在的问题 ,研究了软弱层带受开挖松弛的影响 ,并采用了一种有效控制开挖松弛的取样办法 ,使软弱层带试验成果能反映天然地应力下的工程特性。以金沙江某水电站坝址软弱夹层为例 ,研究了地应力与软弱... 详细信息

分析了勘探平洞中软弱层带取样试验存在的问题 ,研究了软弱层带受开挖松弛的影响 ,并采用了一种有效控制开挖松弛的取样办法 ,使软弱层带试验成果能反映天然地应力下的工程特性。以金沙江某水电站坝址软弱夹层为例 ,研究了地应力与软弱层带物理力学参数的关系 ,揭示了地应力是控制软弱层带工程特性最活跃的因素 ,这对岩体工程的建设和稳定性分析有指导意义。

关键词：地应力软弱层带干密度孔隙比摩擦系数

黄河上游第三系泥质沉积物室内超高压试验研究

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岩土工程学报 2003年第2期25卷 170-173页

作者：符文熹聂德新尚岳全陈云敏浙江大学土木工程学系浙江杭州310027 成都理工大学工程地质研究所四川成都610059

通过室内超高压试验 ,再现了黄河上游第三系泥质沉积物成岩作用中的压密变化过程。论证其较好的工程特性是由于曾经遭受较大的压应力作用的结果 (包括自重应力和构造应力 )。这与青藏高原强烈的构造运动和地壳的差异隆升密不可分。对比... 详细信息

通过室内超高压试验 ,再现了黄河上游第三系泥质沉积物成岩作用中的压密变化过程。论证其较好的工程特性是由于曾经遭受较大的压应力作用的结果 (包括自重应力和构造应力 )。这与青藏高原强烈的构造运动和地壳的差异隆升密不可分。对比现场试验与室内试验成果 ,证明用室内超高压试验获得的力学参数与物理指标的关系可以评价第三系泥质沉积物的力学参数。

关键词：黄河上游泥质沉积物压缩试验孔隙比变形模量

Hoek-Brown岩体中轴对称隧洞渐变扰动分析

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岩石力学与工程学报 2015年第S1期34卷 3062-3066页

作者：王国阳符文熹邓建辉四川大学水力学与山区河流保护国家重点实验室四川成都610065

现有的Hoek-Brown(HB)岩体地下开挖分析模型中,常将通用HB准则(2002版)的扰动因子D取为一固定值,与之不同之处在于将该因子从洞室开挖面至弹塑性分界面按渐进衰减考虑。结合非线性的非关联流动法则,给出了轴对称隧洞的临界支护压力、塑... 详细信息

现有的Hoek-Brown(HB)岩体地下开挖分析模型中,常将通用HB准则(2002版)的扰动因子D取为一固定值,与之不同之处在于将该因子从洞室开挖面至弹塑性分界面按渐进衰减考虑。结合非线性的非关联流动法则,给出了轴对称隧洞的临界支护压力、塑性区半径、应力和位移评价公式,相应的值可通过数值积分法获得。对节理岩体中洞室开挖爆破损伤和应力释放所致的渐变扰动分析,所提模型实质是对围岩塑性区软化问题的描述。算例表明,模型对D进行不同处理,也可得到轴对称隧洞理想塑性和弹脆塑性情况的分析解,为实际工程检验爆破开挖面附近岩体渐变扰动程度提供了理论解参考。

关键词：岩石力学通用Hoek-Brown准则扰动因子非关联流动法则轴对称隧洞

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无充填周期性裂缝岩体的等效渗透系数

四川大学学报（工程科学版） 2016年第6期48卷 31-36页

作者：舒付军涂园符文熹四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室水利水电学院四川成都610065

为研究无充填周期性裂缝岩体的渗流特性,建立地下水流动分析模型,该模型假定裂缝和岩石交界面流速相等且剪应力连续。根据分析模型的边界条件,由连续性方程分别联立Navier-Stokes方程和Brinkman-extended Darcy方程,推求出裂缝和岩石中... 详细信息

为研究无充填周期性裂缝岩体的渗流特性,建立地下水流动分析模型,该模型假定裂缝和岩石交界面流速相等且剪应力连续。根据分析模型的边界条件,由连续性方程分别联立Navier-Stokes方程和Brinkman-extended Darcy方程,推求出裂缝和岩石中水流的流速分布。结合线性Darcy定律,推导出无充填周期性裂缝岩体沿裂缝方向等效渗透系数的理论表达式,该表达式揭示了裂缝开度对等效渗透系数起控制作用。为进一步验证理论模型推求的成果,研制试验装置开展渗流试验;试验时用混凝土模拟岩石,用混凝土间缝隙模拟岩石裂缝;试验测得的平均渗透系数和理论计算得到的等效渗透系数在同一量级,且相差很小。试验结果验证了所推求等效渗透系数表达式的正确性和可靠性。

关键词：无充填周期性裂缝等效渗透系数 Navier—Stokes方程 Brinkman—extended Darcy方程渗流试验

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嵌入不透水球体复合多孔介质渗流场分析

四川大学学报（工程科学版） 2017年第S2期49卷 33-39页

作者：薛晨魏玉峰符文熹何思明四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室水利水电学院四川成都610065 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059 中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室四川成都610041

嵌入不透水球体的复合多孔介质广泛存在于地下水渗流领域,由于不透水球体的影响,多孔介质中的水在流经不透水球体时发生绕流,且距离球体越近绕流现象越明显。为求解该复合介质的渗流场和等效渗透系数,在球坐标系下采用非线性Brinkman-ex... 详细信息

嵌入不透水球体的复合多孔介质广泛存在于地下水渗流领域,由于不透水球体的影响,多孔介质中的水在流经不透水球体时发生绕流,且距离球体越近绕流现象越明显。为求解该复合介质的渗流场和等效渗透系数,在球坐标系下采用非线性Brinkman-extended Darcy方程,以无穷远处单向来流均匀和球面不滑移条件作为边界条件,求解出球体周围渗流流速与压强的解析解。分析该解析解表达式可知,此复合介质渗流场流速和压强分布与多孔介质基质的渗透率和地下水动力黏滞系数有关。在此基础上对渗流场流速进行积分,求出了Darcy流平均流速,并将平均流速表达式与Darcy公式表达式进行对比,得出等效渗透系数表达式,并理论证明球体与多孔介质的相对尺寸是影响复合介质等效渗透系数的最主要因素。最后以一定级配的砂作为多孔介质基质,用直径分别为4、6、8 cm的3种有机玻璃球体作为不透水球体,自制试验装置,开展嵌入不透水球体复合多孔介质的常水头渗流试验。试验通过控制多孔介质基质的压实度来保证其渗透系数基本不变,改变填充在多孔介质基质中的不透水球体进行渗流试验,对每一个不透水球体分别进行3组试验,取平均值作为试验结果。试验结果与理论计算的等效渗透系数值误差较小,验证了所推求嵌入不透水球体复合多孔介质渗流场的正确性。

关键词：多孔介质渗流球体绕流 Brinkman-extended Darcy方程等效渗透系数

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多空隙组合地质单元渗流理论分析与试验

岩土力学 2016年第11期37卷 3175-3183页

作者：夏伟符文熹赵敏周勇四川大学水利水电学院四川成都610065 四川大学水力学与山区河流保护国家重点实验室四川成都610065 核工业西南勘察设计研究院有限公司四川成都610066

岩体通常是以孔隙岩石为基质并包含各种成因的裂隙和溶隙的复杂多空隙组合地质材料。为研究孔隙-裂隙-溶隙多空隙组合介质的渗流特性,在简要介绍多孔介质渗流Darcy定律、平板窄缝流Poiseuille定律和圆形管道流Darcy-Weibach理论的基础上... 详细信息

岩体通常是以孔隙岩石为基质并包含各种成因的裂隙和溶隙的复杂多空隙组合地质材料。为研究孔隙-裂隙-溶隙多空隙组合介质的渗流特性,在简要介绍多孔介质渗流Darcy定律、平板窄缝流Poiseuille定律和圆形管道流Darcy-Weibach理论的基础上,分析了几种孔隙-裂隙-溶隙组合情况的多空隙介质渗流特性,推导出相应组合的等效渗透系数KE,给出了描述多空隙组合介质KE的一般表达式,讨论了影响各种空隙组合KE的主要因素。以普通砖模拟岩石基质,通过砖身钻孔填充及砖间缝隙填充,试验模拟了岩溶岩体和裂隙岩体中溶孔和裂隙填充后的渗透情况。试验结果与所推求理论公式计算出的KE在同一量级且误差很小,很好地验证了所推导的多空隙组合介质渗透系数表达式的有效性。

关键词：多空隙组合介质 Darcy渗流裂隙流管道流等效渗透系数

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组装式变尺寸直剪仪的研制

岩土力学 2018年第10期39卷 3907-3914页

作者：薛晨符文熹何思明四川大学水力学与山区河流保护国家重点实验室四川成都610065 四川大学水利水电学院四川成都610065 中铁第一勘察设计院集团有限公司陕西西安710043 中国科学院成都山地灾害与环境研究所山地灾害与地表过程重点实验室四川成都610041

由于粗粒土的直剪试验存在显著的尺寸效应,且室内常规直剪仪无法调整试样尺寸,所以难以准确获得粗粒土的抗剪强度参数。基于此问题,介绍了一种可以改变试样尺寸的组装式直剪仪。该直剪仪由出力装置、位移量测装置、反力框架、剪切盒等... 详细信息

由于粗粒土的直剪试验存在显著的尺寸效应,且室内常规直剪仪无法调整试样尺寸,所以难以准确获得粗粒土的抗剪强度参数。基于此问题,介绍了一种可以改变试样尺寸的组装式直剪仪。该直剪仪由出力装置、位移量测装置、反力框架、剪切盒等部分组成。通过改变每一层剪切盒的钢环嵌套个数来改变试样的直径,直径有6.18、10、15、20 cm 4个取值;改变剪切盒的叠置层数来改变试样的高度,高度有5、10、15、20 cm 4个取值,试样直径和高度共有16种组合。在此基础上,选取薛城水电站引水隧洞开挖弃渣为试样,进行5组平行直剪试验,验证了该直剪仪的可重复性以及试验结果的可靠性。改变试样直径D与高度H的组合,进行一系列直剪试验研究了该试样直剪试验的尺寸效应,得出该试样的合理试样尺寸。

关键词：粗粒土尺寸效应改进直剪仪

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巴郎口水电站土石坝填料工程特性试验分析

工程地质学报 2015年第6期23卷 1182-1188页

作者：杨绍平符文熹四川水利职业技术学院资源环境工程系成都611231 四川大学水利水电学院成都610065

位于大渡河一级支流上的巴郎口水电站为闸坝引水式。考虑到砂卵石填筑料中粒径小于5mm的P5含量偏高而影响坝体稳定性,对厂房边坡砂卵石填筑料开展了碾压试验。根据现场密度及含水量测试、场地沉降观测等,确定合适的铺层厚度为97cm。并... 详细信息

位于大渡河一级支流上的巴郎口水电站为闸坝引水式。考虑到砂卵石填筑料中粒径小于5mm的P5含量偏高而影响坝体稳定性,对厂房边坡砂卵石填筑料开展了碾压试验。根据现场密度及含水量测试、场地沉降观测等,确定合适的铺层厚度为97cm。并取坝体填筑料在室内进行了颗分、击实、渗透和大三轴剪切试验。颗分试验表明填筑料级配良好,满足土石坝设计要求;击实试验得到填筑料的最优含水量和最大干密度分别为5.32%、2.42g·cm^(-3);渗透试验测得砂卵石平均渗透系数为2.422×10^(-2)cm·s^(-1);大型三轴试验获得砂卵石强度参数为φ=37.711°、c=0。结合现场碾压试验和室内试验成果,还对巴郎口水电站土石坝坝体进行了渗流稳定计算,复核了巴郎口水电站土石坝坝体的沉降、应力、渗流和稳定性等,为土石坝坝体的长期安全运行提供了重要依据。

关键词：土石坝填筑料碾压试验室内试验稳定性