本文選題：破碎花崗巖 + 高滲壓��； 參考：《巖土力學》2017年S1期

【摘要】：隨著我國高壩樞紐工程和高水頭抽水蓄能電站的大規(guī)模興建,高壩巖基和高壓引水系統(tǒng)圍巖將承受極高的滲透水壓和水力坡降,不僅導致巖體滲流產(chǎn)生強烈的非線性,而且導致巖體發(fā)生滲漏、突透水和滲透破壞的風險急劇增大。采用Triaxial Cell三軸試驗系統(tǒng),開展不同圍壓(1~30 MPa)下陽江破碎花崗巖的非線性滲流試驗,研究高水力梯度條件下破碎花崗巖的非線性滲流特性及其表征方法。試驗結果表明,隨著水力梯度的逐步增大,破碎花崗巖中的水力梯度與滲流流量呈非線性特征;在圍壓加載過程中破碎花崗巖的非線性滲流特征逐漸減弱。結合花崗巖的破碎形態(tài)和滲透率量級,提出了破碎花崗巖非線性滲流3種可能的成因機制即慣性效應、滲透失穩(wěn)和固液界面效應。在該基礎上分別采用二次函數(shù)型Forchheimer公式和冪函數(shù)型Izbash公式對試驗結果進行擬合,結果表明二者均能很好地表征破碎花崗巖的非線性滲流行為。Forchheimer公式非線性系數(shù)既能夠表征滲流的慣性效應,又能表征滲透失穩(wěn)機制,其在量值上隨著圍壓的增大呈現(xiàn)正負交替現(xiàn)象,與圍壓加載過程中破碎花崗巖裂紋的閉合和擴展密切相關;Izbash公式非線性系數(shù)則既能夠表征滲流的慣性效應,又能表征低滲介質(zhì)非線性滲流的固液界面效應,其在量值上與圍壓存在相關性很好的冪函數(shù)關系。研究成果對于深化高滲壓、大水力梯度條件下斷層破碎帶和擠壓帶非線性滲流規(guī)律研究具有重要意義。
[Abstract]:With the large-scale construction of high dam project and high head pumped storage power station in China, the rock foundation of high dam and the surrounding rock of high pressure water diversion system will bear extremely high permeable water pressure and hydraulic slope, which not only lead to strong nonlinear seepage of rock mass. Moreover, the seepage of rock mass and the risk of water inrush and seepage failure increase rapidly. Using Triaxial Cell triaxial test system, the nonlinear seepage experiments of broken granite in Yangjiang under different confining pressures (1 ~ 30 MPA) were carried out. The nonlinear seepage characteristics and their characterization methods of broken granite under high hydraulic gradient were studied. The experimental results show that with the increasing of hydraulic gradient, the hydraulic gradient and seepage flow rate of broken granite show nonlinear characteristics, and the nonlinear seepage characteristics of broken granite gradually weaken during confining pressure loading. Combined with the breakage morphology and permeability of granite, three possible genetic mechanisms of nonlinear seepage of broken granite, namely inertia effect, permeability instability and solid-liquid interface effect, are put forward. On this basis, the test results are fitted by the quadratic Forchheimer formula and the power function type Izbash formula, respectively. The results show that both of them can well characterize the nonlinear seepage behavior of broken granite. The nonlinear coefficient of Forchheimer formula can represent both the inertia effect of seepage flow and the mechanism of seepage instability. With the increase of confining pressure, there is a positive or negative alternation phenomenon. The nonlinear coefficient of Izbash formula is closely related to the crack closure and propagation of broken granite during confining pressure loading, which can represent the inertia effect of seepage. It can also be used to characterize the solid-liquid interface effect of nonlinear percolation in low permeability medium, which has a good power function relationship with the confining pressure. The results of the study are of great significance for deepening the study of nonlinear seepage law of fracture zone and compression zone under the condition of high permeability and large hydraulic gradient.
【作者單位】： 南昌大學建筑工程學院;武漢大學水資源與水電工程科學國家重點實驗室;
【基金】：國家自然科學基金項目(No.51579188,No.51409198)~~
【分類號】：TV223.6

【參考文獻】

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本文編號：1965677