壩基巖體裂隙滲流效應(yīng)數(shù)值模擬方法

蔣中明肖喆臻唐 棟

（1. 長(zhǎng)沙理工大學(xué) 水利工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410114；2. 長(zhǎng)沙理工大學(xué) 水沙科學(xué)與水災(zāi)害防治湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410114；3. 長(zhǎng)沙理工大學(xué) 洞庭湖水環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 湖南 長(zhǎng)沙 410114）

1 研究背景

1959年法國(guó)67 m高的Mal-passet薄拱壩與1963年意大利265 m高的Vajiont拱壩[1]均因忽視巖體中水的滲流效應(yīng)影響而引發(fā)了嚴(yán)重后果。在此之后，滲流效應(yīng)對(duì)大壩壩基、地下洞室以及邊坡等工程安全性的影響逐漸為大家所重視。為了分析巖體滲流對(duì)工程安全性的影響，眾多學(xué)者提出并發(fā)展了等效連續(xù)介質(zhì)模型、離散裂隙網(wǎng)絡(luò)模型和雙重介質(zhì)模型等裂隙巖體滲流模型。

等效連續(xù)介質(zhì)模型簡(jiǎn)單、理論完善，由Snow[2]提出，并由Oda、Neuman和Depner等學(xué)者[3-5]逐漸完善。該方法適合于裂隙密集的工程巖體滲流問(wèn)題分析。但是對(duì)于裂隙稀疏，或巖體滲透性樣本單元體積REV不存在的情況，等效連續(xù)介質(zhì)模型并不適用；周志芳等[6]研究了優(yōu)勢(shì)裂隙對(duì)滲流的影響，譚春等[7]提出使用灰色理論確定巖體表征單元體。此外，等效連續(xù)介質(zhì)模型只能大概反映區(qū)域流量的變化，并不能真實(shí)反映裂隙水的滲流路徑和小于REV區(qū)域滲流場(chǎng)的分布情況。

離散裂隙網(wǎng)絡(luò)模型假定滲流只發(fā)生在裂隙中，忽略了孔隙滲流。離散裂隙網(wǎng)絡(luò)模型由于忽略了巖塊的孔隙滲流，所以不適用于巖塊基質(zhì)滲透性較大的情況。另外，現(xiàn)階段三維裂隙網(wǎng)絡(luò)滲流的求解難度大，耗時(shí)長(zhǎng)，對(duì)解決工程尺度滲流問(wèn)題仍有相當(dāng)難度。……