关于复杂岩体的渗流分析

　　摘 要:岩体结构及其渗透性的研究一直是水文地质学中的重要课题随着工程质量要求的提高，对这一课题的研究也必将史加深入本文在对岩体的水文地质结构分析的基础上，对复杂岩体的渗流作了研究分析，得出了一定的结沦

　　关键词:岩体地质结构;水文地质;岩体渗透性

　　水文地质系统通常包括水文地质结构系统和地下水流系统水文地质系统小是孤立存在的，它受人类工程话动和自然因素的影响和制约并且小断地运动和演化究的一个重要力一法和发展趋势，对岩体渗流的研究主要包括岩体结构和地下水两力一面内容岩体结构控制着地下水的渗流特性，地下水的运动又影响着岩体的物理力学性质，同时这两力一而又受人类工程话动的改造。

　　1岩体的水文地质结构介绍

　　岩体的结构控制着岩体的物理力学和水力学性质，岩体结构的研究是任何工程中非常重要的一个环节。从水文地质研究的角度看:水文地质系统通常包括水文地质结构系统和地下水流系统两大部分其中，水文地质结构系统具有小同结构和水力学性质的水文地质综合体的空间组合。它构成了地下水的赋存空间，控制着地下水的储存和运移，是研究地下水流系统的基础。

　　水文地质结构的研究主要包括岩体的透水特性的介质类刑及结构面性状广义地说，能含水的岩体都可称为多孔介质，其中地下水以孔隙水形式存在的岩体称为孔隙介质，地下水以裂隙水存在的岩体称为裂隙介质，而地下水以裂隙一溶隙水存在的岩体称为孔隙一裂隙介质。相应于三种介质类刑，我们可以把岩体水文地质结构概化为孔隙结构、裂隙结构、裂隙一溶隙结构三种基本模刑。

　　2岩体的透水性及岩体结构控渗效应的分析

　　2.1岩体透水性的影响因素

　　总的来说，新鲜完整的岩体是基本上小透水的，岩体的透水性主要是由内部原生及构造性结构面和外部的风化作用、卸荷作用，地形地貌等诸多因素控制的

　　自然界的一切岩体在成岩、风化、卸荷及构造作用下，内部都产生了规模、类刑、性质各异的大量结构面(例如断层、裂隙、夹层等)，岩体被这些结构面切害成分离成小规则的小连续体这些结构面是地下水运动和储存的通道。

　　忽略岩块的透水性以后，地下水在岩体中的渗透主要沿岩体中大量存在的裂隙进行结构面的透水大小是由其空隙性决定的，其空隙性又是由结构面的宽度，粗糙度、充填度及充填物质的性质(粒径、级配、胶结程度)等决定的同时，结构面的产状和性质还控制地下水的渗透各向异性。

　　地质体之间的作用和地质体与自然力的作用是十分复杂的，处在各种作用力下的岩体其应力和透水性都是随时间变化的，其变化与内外力的作用息息相关

　　裸露的基岩时时刻刻受着风化剥蚀作用，风化作用可以使孔隙介质变的史加疏松，增大了其空隙性，从而增大了其透水性。风化作用还可以沿裂隙介质的结构面进行，强风化结构面内还可形成泥化夹层，降低了其应力指标

　　2.2岩体结构控渗效应

　　为了史好地描述岩体结构与渗流的关系和前者对后者的影响、决定作用，本文引用了结构控渗效应理沦，并在前人研究的基础上，提出了如下结构控渗效应模刑

　　岩体结构分流交义控渗效应模刑岩体结构控渗的分流效应，是指同级或小同级的地质结构面上或小同结构面之间渗流量的小均匀分配和优势沟槽流效应该效应模刑包括三个层次:①网络分流，即岩体渗流首先选择渗流优势面网络作较大规模的流动。②面上分流，即结构面内部的渗流继续选择小规则沟槽流动③槽间风流，即结构面的沟槽流进一步选择渗流优势沟槽作为渗流路径。

　　分流主要受结构面开度、间距、粗糙度和充填状况的控制结构面开度越大，间隙越大，粗糙系数越大，或者充填物的级配越好，其分流效应越明显地质结构控渗的交义流效应，指同级或小同级地质结构面交汇处地下水的偏向、偏流、局部水头损失及小同力一向上水流阻力小等效应，其核心内容是偏流效应交义流主要受结构面的规模、开度、交义特征和充填状况的控制。分流与交义流是密小可分的，两者相互依赖相互制约，共同受地质结构的控制。故可合称为地质结构控渗的分流交义效应。

　　3岩体渗流分析及岩体渗透参数确定方法研究

　　岩体渗透参数是研究岩体渗流问题的非常重要的参数因此如何正确、有效地确定岩体和结构面的渗透参数一直是工程地质和水文地质研究关注的问题.

　　由于研究问题时所采取的力一法小同，往往同一参数所反映的同一客观岩体的质与量有所差异因此，根据研究力一法，渗透参数可分成原形参数、试验参数、模刑参数、统计参数等。

　　原形参数也称固有参数，是指用于描述客观岩体的固有性能的参数，如岩体介质渗透性参数。

　　试验参数是指采用室内或野外试验手段确定岩体的参数。统计参数是运用统计学手段来获得客观岩体的某些参数模刑参数包括数学模刑参数和物理模刑参数

　　总的来说，裂隙岩体的渗透系数张量的确定是岩体水力学研究的难题，从60年代开始国外一些学者就开始了这力一面的研究。我国学者从80年代初开始了裂隙岩体渗透系数张量确定力一法的研究，提出了一些比较实用的力一法。目前岩体水力学参数的确定力一法主要有三种:一是野外几何测量法，二是现场抽(压)水试验法，三是数学模刑反演求解法。

　　4应力场对岩体渗透性的影响

　　地应力场与渗流场是岩体重要的赋存环境，二者相互联系，相互影响，研究岩体应力场和渗流场之间的秘合作用具有重要的理沦意义和实践价值

　　4. 1应力场与渗流场秘合机理

　　许多学者都对在应力场与渗流场的耦合机理作过研究，其最基本的观点是:裂隙在法向应力和剪切力作用下，裂隙面发生变形，如汪应力下凸起体的汪碎、裂隙尖端的塑性变形，剪切力作用下的剪胀、剪缩效应及碎屑颗粒的碾磨、岩粉化，这些变形改变了裂隙的等效水力传导开度及其他一些结构面水力学性质，从而改变了岩体的渗透特性

　　4.2地应力对裂隙岩体渗透特性的影响

　　随着埋深的增加，在岩体自重力的影响下，裂隙面法向力一向产生汪缩变形，裂隙逐渐闭合，理沦上讲渗透系数变小地应力对岩体渗透性的影响小仅表现在渗透系数大小的改变，而且还表现在对渗透各向异性性质的影响当岩体的地质特征和物理力学参数确定后，岩体的渗透特性与地应力密切相关。地应力对岩体渗透特性的影响主要是通过改变小连续面的开度和小连续面网络的水力传导路径而产生的。

　　4 . :3关于岩体渗流场与温度场秘合作用的一点讨沦

　　随着耦合理沦的发展，许多学者建议考虑温度场对渗流场的影响。我们可以认为裂隙岩体中渗流场与温度场的秘合作用表现在以下两个力一面:①当岩体中发生渗流时，地下水的渗流运动促成了岩体内热能以对流的力一式发生转移，进而使岩体内温度场得以重新分布②岩体内温度场的变化，导致地下水赋存环境的相应变化，改变了岩体的热能物理性质，通过岩体结构的变化而影响岩体的渗透性及地下水的渗流特征

　　5总结

　　本文在对岩体水文结构介绍的基础上，对岩体的透水性及岩体的结构控渗效应做了分析，得出了岩体渗透参数确定方法。最后研究了应力场岩体渗透性的影响。本文对复杂岩体的水文地质结构作了综合的研究分析，得出了一定的结沦，为以后的研究做了一定的基础。

　　参考文献:

　　【1】周创兵，熊文林.地应力对裂隙岩体渗透特征的影响[J].地震学报，2009.3.

　　【2】件彦卿.岩体水力学参数的确定方法[J]水文地质工程地质，2008.2.