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《裂隙网络渗流与离散元耦合分析充水岩质高边坡的稳定性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、裂隙网络渗流与离散元耦合分析充水岩质高边坡的稳定性水文地质工程地质2000年第2期3o一裂隙网络渗?JIb~离散元耦合分析充水岩质高边坡的稳定性?z摘要:本文运用裂隙岩体渗流模型与离散元力学模型耦合分析充水岩质高边坡的稳定性根据裂隙岩体主干裂隙与网络状裂晾的特点,建立了的离散介质与连续介质耦舍渗流模型井求其解.讨论了渗流模型与离散元模型耦合在边坡稳定性分析中应用的原理和方法.应用该方法对乌江椅皮滩水利枢纽水垫塘两侧充水岩体的边坡稳定性进行了分析,结果被用于该工程的设计之中...葶键词:型!旦笪;连逗囊耍;奄墼重墅望;
2、童塞坌堑葱}一/中围分粪号:P641.2文献标识码:A文章号: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随着我国基岩区高坝建设走进世界前列,边坡稳定问题已成为基岩区高坝建设的重要课题.本文采用岩体渗流分析和离散单元力学模型[相结合的方法,对乌江构皮滩水利枢纽工程水垫塘两侧充水岩体的边坡稳
5、定性进行了分析,结果被用于工程设计之中.1主干裂隙与网络状裂隙的渗流模型岩体中的非连续面按其渗流作用不同可分为主干裂隙和网络状裂隙两部分.主干裂隙如断层,剪切破裂带等,通常切割深,延伸长,规模大.网络状裂隙主要由节理和裂隙等构成,单体规模小,总体密度大,在空间上交割成立体网络状.如果使用离散介质方法描述每个裂隙中的水运动],则由于由于岩体裂隙众多而使之应用变的困难.如果使用等效连续介质渗流方法,则无法刻画骨干裂隙的特殊水力传导性质.这里我们使用连续介质渗流分析方法描述网络状裂隙中的水运动,使用离散介质方法分析骨干裂隙
6、中的水运动,并利用裂隙壁边界条件将两者耦合起来[.这种方法既能反映主干裂隙的特殊导水作用,又避开了逐个计算阿收稿日期:1999一l2-11基金项目:国家自然科学基金资助项目(59779014)络状裂隙渗流所带来的困难.可以在较大研究域上进行岩体渗流分析.连续介质域(tk称岩块域)中的三维非稳定渗流方程为:dh—div(Kgadh)+W(1)式中:^(z,,.,f)一连续介质域水头;一贮水率;——源汇项,包括水井,降雨和蒸发等;一渗透系数张量.在裂晾壁上岩块域水头等于裂隙域水头.对于离散介质域(也称裂隙域)而言,假设渗
7、流在裂隙面局部坐标系下为二维流,通过裂隙间的交叉与其它裂隙交换水量,通过裂隙壁与连续介质域交换水量.各裂隙面二维流在研究域空间坐标系下组合成三维裂隙网络渗流体.就裂隙面局部坐标系而言,第i个裂隙中的渗流方程为:?笔一div(gadH)++F,(2)式中:H一裂隙的水头一贮水系数;了1n一导水系数;2000年第2期水文地质工程地质6——裂隙的水力开度;w^——源汇项;F——与连续介质域的水量交换项,定义为单位时间单位裂隙面积由连续介质域进入裂隙的水体积.裂隙的边界有两种:①与研究域边界面相交,边界条件由研究域边界确定;
8、②终止于研究域内部,水流通量为零每个裂隙都有这样一个定解问题,通过裂隙交叉将各个裂隙联系起来.使用有限单元法求上述耦合渗流模型的数值解.由于裂隙域模型与岩块域模型耦合存在,因此,使用迭代方法求解之.三维渗流模型可以直接应用于剖面二维问题,只要取单位剖面厚度即可.2离散元力学模型在离散单元法中,两单元之间的力和位移关系为△F一K?izAF一K?△
