隧道裂隙岩体渗透系数试验研究

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1、密级；公开ＳＨＩＩＡＺＨＵＡＮＧ了ＩＥＤＡＯＵＮＩＶＥ良ＳＩＴＹＪ工学硕ｉ学位论文隧道裂隙岩体渗透系数试验研究Ｅｘｅｒｉ瓜ｅｎ化１Ｓｔｕｄ０凸ＰｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙＣｏｅｆｆｉｃｉｅ凸ｔｉｎｐｙＦｍｃｈｉｒｅｄＲｏｃｋＭａｓｓｏｆＴｕｎｎｅｌ培养单位：上木工程学晓专业：桥梁与隧道工程研究生：韩杨指导教师：窩新强教授二〇—五年六月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方夕论文中不包含

2、其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为ｈ，获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名；Ｉ辛石和日期；关于论文使用授权的说明本人完全了解石家圧铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕±学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可从采用影印、缩印或其他复制手段保存

3、论文，可公布论文的全部或部分内容。保密的论文在解密后应遵守此规定）（’八作者签名；可幸不Ｖ日期：邮导师签名日期：心密级：公开工学硕士学位论文隧道裂隙岩体渗透系数试验研究ExperimentalStudyonPermeabilityCoefficientinFracturedRockMassofTunnel培养单位：土木工程学院专业：桥梁与隧道工程研究生：韩杨指导教师：高新强教授二○一五年六月摘要摘要采用巴西劈裂生成单裂隙、垂直交叉裂隙，模拟隧道内灰岩的单一、交叉张性裂隙，在岩石多功能试验机上开展单裂隙、垂直交叉裂隙围岩渗流与应

4、力耦合、裂隙岩样渗透系数与裂隙宽度、面积、粗糙度系数关系规律三轴试验研究，主要研究了试件轴压、围压和水压对裂隙渗透系数的影响；采用数值拟合方法给出了不同应力条件下单裂隙、垂直交叉裂隙渗透系数计算公式及裂隙渗透系数与裂隙特征的关系曲线，为裂隙围岩隧道渗流场特征分析奠定基础，试验主要成果：(1)试验中采用了裂隙面图像处理的方法（Matlab图像分析-AutoCAD图像处理）对裂隙宽度测量方法进行了改进，取得了较为精确的裂隙宽度试验数据。(2)试验中采用了自制纵剖仪裂隙图像描绘，并与标准粗糙度区相对比的方法对裂隙粗糙度系数的测量方法进行了改进。(3)

5、在轴向应力、水压力恒定的情况下围压增大，单裂隙的渗透系数与围压满足乘幂关系，而垂直交叉裂隙的渗透系数与围压满足对数关系。(4)单裂隙和垂直交叉裂隙，在围压、水压力恒定时，增大轴向应力，渗透系数均与轴向应力呈正比线性关系；轴向应力增加导致的岩样径向鼓效应是影响裂隙渗透系数的主导因素；在围压、轴向应力恒定时，裂隙渗透系数与水压力呈正比线性关系。裂隙开度随着围压的增加而减小，但围压增加到一定程度后，会逐渐趋于稳定，这是因为围压不能使裂隙完全闭合，裂隙渗流依然存在，且渗透系数远大于无裂隙岩体的渗透系数。(5)单裂隙或垂直交叉裂隙的渗透系数与裂隙面积成n

6、次方关系。(6)在单裂隙粗糙度系数＞9，垂直交叉粗糙度系数数＞10时，渗透系数与裂隙面积的关系由二次函数过渡到三次函数。(7)数值拟合出了渗透系数与单裂隙粗糙度系数（≤9）及端面面积之间的函数关系式。关键词：裂隙岩体；单裂隙；垂直交叉裂隙；渗流与应力耦合；渗透系数；三轴渗透试验AbstractAbstractUsingBraziliansplittingtesttogeneratesinglefracture,verticalcrossfracture,tosimulatetunnellimestonesingle,crossextension

7、alfracturesoftunnelrock,thentocarryoutthetriaxialtestresearchofthesinglefracture,verticalcrosscouplingofseepageandstressofsurroundingrock,coefficientofpermeabilityandfracturewidth,area,therelationshipbetweentheroughnesscoefficientofregulartriaxialtestontherockmulti-functiont

8、estingmachine,mainlystudiedthespecimenaxialcompression,confiningpressureand