裂隙岩体三维网络流的渗透路径搜索

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1、第24卷第4期岩石力学与工程学报Vol.24No.42005年2月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringFeb.，2005裂隙岩体三维网络流的渗透路径搜索1，21赵红亮，陈剑平(1.吉林大学建设工程学院，吉林长春130026；2.中国科学院武汉岩土力学研究所，湖北武汉430071)摘要：裂隙是岩体的主要渗透通道，但裂隙网络的分布非常复杂，只能借助计算机模拟技术。以随机不连续面三维网络计算机模拟技术构筑岩体裂隙系统的空间分布，为岩体水力学问题研究提供岩体空隙结构的

2、物理背景；依据计算几何学提出三维空间裂隙间相互位置关系模式和相应的判定算法，并建立裂隙网络系统渗流模型和表征裂隙间相互位置关系的图论数学模型，经定义边界条件、确定连通分量、删除孤立裂隙等一系列预处理后，实现了裂隙岩体三维网络流渗透路径的计算机搜索。关键词：岩石力学；岩体水力学；三维网络模拟；深度优先搜索；渗透路径中图分类号：O241，TU452文献标识码：A文章编号：1000–6915(2005)04–0622–06SEARCHINGFORSEEPAGEPATHOF3DNETWORKINFRACTUREDRO

3、CKMASSES1，21ZHAOHong-liang，CHENJian-ping(1.CollegeofConstructionEngineering，JilinUniversity，Changchun130026，China；2.InstituteofRockandSoilMechanics，TheChineseAcademyofSciences，Wuhan430071，China)Abstract：Fracturesarethemainseepagepathinjointedrockmasses，butf

4、racturenetworksystemissocomplextodescribethatthedescriptioncanonlybereleasedbythecomputersimulationtechnique.Usingthe3Dnetworkcomputationalsimulationtechniqueforrandomdiscontinuities，thedistributionoffracturesinspacecanbeconstructed，whichprovidesthephysicsb

5、ackgroundoftheporositystructurefortheresearchonhydraulicsproblemofrockmasses.Thefracturesrelationpatternwithcorrespondingalgorithmisgivenonthebasisofcomputationalgeometric，andthenthegraphtheoryisemployedasthemathematicalmodeltorepresentthemutualpositionalre

6、lationoffracturesin3Dspace.Utilizingaseriesofpreprocessingoperationsuchasdefiningtheboundarycondition，determiningconnectedcomponents，cuttingtheisolatedfracturesanddeadendedfractures，thedepth-firstsearchalgorithmforseepagepathsof3Dnetworkinfracturedrockmasse

7、sisimplementedbycomputerautomatically，andthefeasibilityisprovedbyanexampleofpracticalengineeringapplication.Keywords：rockmechanics；rockmasshydraulics；3Dnetworksimulation；depth-firstsearch；seepagepath尺度、方向、性质均不相同的裂隙所切割，形成复1引言杂的裂隙网络系统。地下水在岩体中的运动称为岩体渗流，岩体渗流以裂隙

8、渗流为主，影响岩体渗流岩体是多相的不连续介质体，在地质作用下被的主导因素是岩体中裂隙的形状、大小和连通性。收稿日期：2003–10–21；修回日期：2003–12–17基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金项目(20020183061)作者简介：赵红亮(1975–)，男，2000年毕业于吉林大学建设工程学院地质工程专业，现为博士研究生，主要从事岩体水力学和岩体稳定性方面的研究工作。E-mail：z