坝基裂隙岩体三维灌浆数值模拟

发布时间：2018-03-08 10:41

  本文选题：灌浆模拟　切入点：坝基裂隙岩体　出处：《水利学报》2017年08期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：坝基灌浆工程地质条件复杂且具有隐蔽性,如何建立能准确反映岩体内裂隙分布情况的三维随机裂隙网络模型,并进行浆液扩散特征的研究是灌浆数值模拟的关键和难点。现有研究大多通过岩体揭露面统计资料估计裂隙的几何参数,无法有效反映复杂裂隙真实特征,且灌浆模拟研究中多将裂隙简化为单一裂隙或规则裂隙网络。本文采用Monte Carlo法建立三维随机裂隙网络模型;提出三维裂隙宾汉姆流体灌浆数学模型,实现对随机裂隙内宾汉姆浆液扩散特征的研究;运用该模型对某水电站坝基裂隙岩体灌浆过程进行模拟,结果表明:浆液主要在与灌浆孔相交的裂隙内流动,灌浆压力在灌浆孔附近衰减速率最快且对浆液扩散的影响较为显著。同传统裂隙灌浆模拟相比,该方法能有效反映复杂裂隙的真实特征,获取更贴近实际工程的灌浆结果,为保障灌浆工程的安全建设和经济合理性提供了理论依据。
[Abstract]:The geological conditions of grouting engineering in dam foundation are complicated and concealed. How to establish a three-dimensional random fracture network model which can accurately reflect the distribution of cracks in rock. It is a key and difficult point in numerical simulation of grouting to study the characteristics of slurry diffusion. Most of the existing researches estimate the geometric parameters of fractures by statistical data of rock disclosures, which can not effectively reflect the true characteristics of complex fractures. In the research of grouting simulation, fractures are often simplified to single fracture or regular fracture network. In this paper, Monte Carlo method is used to establish a three-dimensional random fracture network model, and a mathematical model for 3D fracture Bingham fluid grouting is proposed. This model is used to simulate the grouting process of fissured rock mass in dam foundation of a hydropower station. The results show that the slurry flows mainly in the fissure that intersects the grouting holes. The attenuation rate of grouting pressure near grouting holes is the fastest and the influence on slurry diffusion is obvious. Compared with the traditional simulation of grouting of cracks, this method can effectively reflect the real characteristics of complex fractures and obtain the grouting results closer to the actual engineering. It provides a theoretical basis for ensuring the safety construction and economic rationality of grouting project.
【作者单位】： 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金创新研究群体科学基金项目(51621092);国家自然科学基金重点项目(51439005,51339003)
【分类号】：TV543.5

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本文编号：1583565