基于水—巖耦合理論的壩基防滲帷幕優(yōu)化研究.pdf

1、裂隙巖體滲流應力耦合研究是目前巖體工程的前沿性課題之一。對高壩工程進行壩基防滲設施優(yōu)化是壩體及壩基穩(wěn)定的重要保證,也是降低工程造價的有效措施。通過分析國內(nèi)外裂隙巖體水-巖耦合研究發(fā)展及現(xiàn)狀以及壩基防滲設施設計的基礎(chǔ)上,采用等效連續(xù)介質(zhì)模型對以密集裂隙分布為主的巖體進行非穩(wěn)定滲流場與應力場耦合研究,并將滲流應力耦合理論引入壩基防滲設施優(yōu)化研究中,以防滲帷幕的工程造價為目標函數(shù),以通過帷幕的滲流量、壩基最大水力坡降及壩底總的揚壓力為約束條件

2、,建立優(yōu)化研究模型,采用改進遺傳算法進行壩基防滲設施優(yōu)化研究。本文的主要研究內(nèi)容及成果如下： (1)進行裂隙巖體滲流應力耦合模型研究,分析各種耦合模型的優(yōu)缺點及其使用范圍,即在進行巖體滲流應力耦合研究時,需根據(jù)不同地質(zhì)情況采用不同的模型。 (2)根據(jù)裂隙巖體滲流場與應力場耦合理論,采用等效連續(xù)介質(zhì)模型進行二維,三維滲流應力耦合作用軟件開發(fā),并與改進遺傳算法相結(jié)合,進行高壩工程壩基防滲帷幕優(yōu)化研究。 (3)對以密集

3、裂隙分布為主的巖體進行二維、三維非穩(wěn)定滲流場與應力場耦合作用研究,采用等效連續(xù)介質(zhì)模型進行迭代耦合計算。通過工程算例計算,結(jié)果表明耦合作用使得壩基巖體內(nèi)水頭增大,即在巖體裂隙中產(chǎn)生更大的揚壓力；當庫水位下降時,壩基內(nèi)水頭具有滯后效應,并且?guī)焖幌陆邓俾试酱?滯后效應越明顯,在壩基上游處形成更大的水力坡降。 (4)滲流場與應力場耦合作用使得壩基巖體內(nèi)應力場中的各應力分量均增大,但當庫水位以不同速率下降時,應力場變化不大。