›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (6): 1706-1714.doi: 10.16285/j.rsm.2016.06.022

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

一种基于地质指标的裂隙岩体渗透系数估算模型

陈 君1, 2,刘明明1, 2,李 星1, 2,陈益峰1, 2,周创兵1, 2   

  1. 1. 武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北 武汉 430072;2. 武汉大学 水工岩石力学教育部重点实验室,湖北 武汉 430072
  • 收稿日期:2015-12-22 出版日期:2016-06-13 发布日期:2018-06-09
  • 通讯作者: 陈益峰,男,1974年生,博士,教授,博士生导师,主要从事岩土多场耦合机理及岩土介质中的复杂流动特性的研究工作。 E-mail: csyfchen@whu.edu.cn E-mail:wzchenjun123@126.com
  • 作者简介:陈君,女,1991年生,硕士研究生,主要从事渗流控制与分析研究
  • 基金资助:

    国家重点基础研究发展计划项目(973计划)(No.2011CB013503);国家自然科学基金项目(No.51579188,No.51409198)。

A geological indexes-based empirical model for estimation of permeability coefficient in fractured rock mass

CHEN Jun1, 2, LIU Ming-ming1, 2, LI Xing1, 2, CHEN Yi-feng1, 2, ZHOU Chuang-bing1, 2   

  1. 1. State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science, Wuhan University, Wuhan, Hubei 430072, China; 2. Key Laboratory of Rock Mechanics in Hydraulic Structural Engineering of Ministry of Education, Wuhan University, Wuhan, Hubei 430072, China
  • Received:2015-12-22 Online:2016-06-13 Published:2018-06-09
  • Supported by:

    This work was supported by the National Program on Key Basic Research Project of China (973 Program) (2011CB013503) and the National Natural Science Foundation of China (51579188, 51409198).

摘要: 裂隙岩体的渗透特性受控于裂隙的发育特征、连通特性和充填情况,并与岩体的地应力水平具有显著的相关性。基于裂隙岩体渗透性的影响因素,并考虑现有渗透系数估算模型的不足,利用钻孔压水试验和钻孔电视图像资料,建立考虑埋深(Z)、岩石质量指标(RQD)以及充填物指标(FSD)等3个指标的渗透系数估算ZRF模型,并应用到牙根二级水电站及其他工程区的渗透系数估算中。结果表明,与已有的渗透系数估算模型相比,ZRF模型较好地反映了岩体渗透性的影响因素,且模型参数物理意义明确,便于获取,对分析裂隙岩体渗透性具有一定的工程参考价值。

关键词: 裂隙岩体, 渗透系数, 埋深, 岩石质量指标(RQD), 充填物指标(FSD), 牙根二级水电站

Abstract: The permeability of fractured rock mass is essentially governed by its geometrical characteristics, connectivity and filling materials of fractures, which commonly displays a significant correlation with the magnitude of the geostress field. Due to the limitations of existing models for the prediction of permeability, a novel empirical model (called ZRF model) is established to estimate the permeability coefficient of fractured rock mass by considering various factors. Particularly, the proposed model represents the permeability coefficient as a function of three geological indexes, i.e. buried depth (Z), rock quality designation (RQD) and filling substance designation (FSD). These three parameters are easily calibrated with packer hydraulic test data and borehole acoustic television images. Then the proposed model has been successfully applied to predict the permeability coefficient of fractured rock mass at the site of Yagen-II Hydropower Station and two other sites at which the borehole data are available in the literature. Advantages of the ZRF model include more clear physical significance and easy parameterization in engineering practices over the other existing permeability estimation models. The results indicate that the proposed ZRF model provides a feasible tool for the estimation of permeability of fractured rock mass at various field conditions.

Key words: fractured rock mass, permeability coefficient, buried depth, rock quality designation (RQD), filling substance designation (FSD), Yagen-II Hydropower Station

中图分类号: 

  • TV 642.3

[1] 桂跃, 吴承坤, 赵振兴, 刘声钧, 刘锐, 张秋敏. 微生物分解有机质作用对泥炭土工程性质的影响[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 147-155.
[2] 薛阳, 吴益平, 苗发盛, 李麟玮, 廖康, 张龙飞. 库水升降条件下考虑饱和渗透系数空间变异性的白水河滑坡渗流变形分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1709-1720.
[3] 范日东, 杜延军, 刘松玉, 杨玉玲, . 无机盐溶液作用下砂−膨润土竖向隔离屏障 材料化学相容性试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 736-746.
[4] 盛建龙, 韩云飞, 叶祖洋, 程爱平, 黄诗冰, . 粗糙裂隙水、气两相流相对渗透系数模型与数值分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 1048-1055.
[5] 李红坡, 陈征, 冯健雪, 蒙宇涵, 梅国雄, . 双层地基水平排水砂垫层位置优化研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 437-444.
[6] 彭家奕, 张家发, 沈振中, 叶加兵, . 颗粒形状对粗粒土孔隙特征和渗透性的影响[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 592-600.
[7] 王刚, 韦林邑, 魏星, 张建民, . 压实黏土三轴压缩变形过程中的渗透性变化规律[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 32-38.
[8] 肖瑶, 邓华锋, 李建林, 支永艳, 熊雨. 长期浸泡作用下灌浆加固裂隙岩体劣化效应[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 143-151.
[9] 支永艳, 邓华锋, 肖瑶, 段玲玲, 蔡佳, 李建林. 微生物灌浆加固裂隙岩体的渗流特性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 237-244.
[10] 刘丽, 吴羊, 陈立宏, 刘建坤, . 基于数值模拟的湿润锋前进法测量精度分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 341-349.
[11] 徐浩青, 周爱兆, 姜朋明, 刘顺青, 宋苗苗, 陈亮, . 不同砂−膨润土垂直防渗墙填筑土料的掺量研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 424-430.
[12] 张玉国, 万东阳, 郑言林, 韩帅, 杨晗玥, 段萌萌. 考虑径向渗透系数变化的真空预压 竖井地基固结解析解[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3533-3541.
[13] 胡明鉴, 崔 翔, 王新志, 刘海峰, 杜 韦, . 细颗粒对钙质砂渗透性的影响试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2925-2930.
[14] 李 贤, 汪时机, 何丙辉, 沈泰宇, . 土体适用MICP技术的渗透特性条件研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2956-2964.
[15] 范日东, 刘松玉, 杜延军, . 基于改进滤失试验的重金属污染 膨润土渗透特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2989-2996.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!