基于微震监测的高陡边坡渗透特性演化与渗流场分析

发布时间：2017-06-07 03:00

  本文关键词：基于微震监测的高陡边坡渗透特性演化与渗流场分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：大型水利水电工程高陡边坡失稳问题曾给人类的生产活动以及生命安全造成过巨大损失,而渗流作用是影响其稳定性的关键因素之一。高陡边坡因施工扰动导致局部岩体损伤,渗透特性发生显著改变,从而引起边坡渗流场的变化。所以更准确的岩体渗透特性可以更真实的模拟边坡渗流场,为分析边坡稳定性提供更有效的参考。因此研究施工扰动下的边坡岩体渗透特性演化以及分析高陡边坡渗流场十分必要。本文以锦屏一级水电站左岸边坡为例,结合施工过程中的微震监测数据,展开以下几方面研究内容：(1)基于左岸边坡施工过程中的微震监测数据,通过微震数据的坐标转换,将微震事件以微震能量的形式显示在Ⅱ1-Ⅱ1横剖面准三维模型内。然后分析微震能量随施工扰动分布的时空演化规律,结果表明：微震活动集聚区域与施工工况具有较强的关联性,微震事件主要沿各大断层或煌斑岩脉等不连续结构面附近或周围分布。特别地,研究了左岸边坡微震事件数据中蕴含的震源机制,发现岩体损伤主要以剪切破坏为主。(2)尝试建立定量评价渗透特性变化的具体物理基础,提出两种基于微震监测数据确定岩体渗透特性的方法：基于立方定律的理论方法和基于微震能量的经验方法。研究结果为基于微震监测数据定量评估和分析边坡岩体渗透特性演化,开辟了一个初步方法。绘制渗透系数增量空间分布图,并分析边坡岩体渗透系数增量的时空演化规律。结果表明：边坡岩体渗透系数变化主要受施工工况和不连续结构面(断层、煌斑岩脉X)两方面因素影响。边坡开挖等施工扰动使边坡浅部岩体的渗透系数变化显著,大坝基坑开挖或内部弱层灌浆等施工扰动使不连续结构面附近岩体的渗透系数变化显著。(3)建立Ⅱ1-Ⅱ1准三维数值模型,重新确定边坡内各组岩体渗透系数,以此模拟库水位升降条件下的边坡渗流场,并对渗流场瞬态过程加以分析。分析表明：断层等地质构造控制着边坡渗流场的运移以及孔隙水压力的分布；而煌斑岩脉X则对整个边坡渗流场和孔隙水压力分布起到阻隔作用；对比是否考虑微震事件这两种工况,边坡内渗流场和孔隙水压力分布差异明显；根据微震活动的时间、空间、强度,可以更加准确地监测边坡渗流场,为合理地优化渗流控制措施奠定基础。总之,本文基于微震监测数据,建立定量反映高陡边坡岩体渗透特性演化的方法,并分析其对边坡渗流场的影响,是本文的创新性尝试。研究结果为基于微震监测系统定量分析渗透特性与渗流场探索了一个初步的方法和流程,以便于在工程实践中逐步得到验证、改善和发展。
【关键词】：微震监测 渗透特性 演化 渗流场 高陡边坡
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV223.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 选题背景和研究意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 裂隙岩体渗透特性研究现状10-12
• 1.2.2 裂隙岩体渗流模型研究现状12-13
• 1.3 本文主要研究内容13-15
• 2 锦屏一级水电工程概况和工程地质条件15-19
• 2.1 工程概况简介15-16
• 2.2 坝区工程地质条件16-19
• 2.2.1 地形地貌16
• 2.2.2 地层岩性16-17
• 2.2.3 地质构造17
• 2.2.4 水文地质条件17-19
• 3 左岸边坡微震监测数据处理与分析19-30
• 3.1 引言19
• 3.2 微震数据坐标转换19-23
• 3.3 微震能量分布时空演化规律23-26
• 3.4 微震震源机制研究26-29
• 3.5 本章小结29-30
• 4 基于微震监测的岩体渗透特性演化30-46
• 4.1 引言30
• 4.2 基于立方定律的理论方法30-38
• 4.3 基于微震能量的经验方法38-40
• 4.4 两种方法的比较与选择40-41
• 4.5 渗透系数增量时空演化41-45
• 4.6 本章小结45-46
• 5 高陡边坡渗流场瞬态过程分析46-76
• 5.1 引言46
• 5.2 模型建立46-48
• 5.3 边界条件48
• 5.4 参数取值48-51
• 5.5 模拟方案51
• 5.6 渗流场模拟与分析51-75
• 5.6.1 饱和度等值线图分析52-64
• 5.6.2 孔隙水压力等值线图分析64-75
• 5.7 本章小结75-76
• 6 结论与展望76-78
• 6.1 结论76-77
• 6.2 展望77-78
• 参考文献78-82
• 致谢82-83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李宏;田洪圆;刘建军;;水电工程坝肩高边坡岩体渗透特性的时空变化[J];西南石油大学学报(自然科学版);2015年03期

2 武娜;李宏;唐春安;唐世斌;张亮;俞缙;;岩体微震能量演化规律及渗透系数评估[J];济南大学学报(自然科学版);2015年03期

3 张春;黄礼富;代永新;;某水库水位的下降对坝体边坡稳定性的影响[J];金属矿山;2014年03期

4 刘新荣;傅晏;郑颖人;梁宁慧;;水岩相互作用对岩石劣化的影响研究[J];地下空间与工程学报;2012年01期

5 梁宁慧;刘新荣;艾万民;包太;;裂隙岩体卸荷渗透规律试验研究[J];土木工程学报;2011年01期

6 徐德敏;黄润秋;张强;邓英尔;;高围压条件下孔隙介质渗透特性试验研究[J];工程地质学报;2007年06期

7 李庶林;尹贤刚;;矿山微震震源机制的初步研究[J];矿业研究与开发;2006年S1期

8 孙蓉琳;梁杏;靳孟贵;;裂隙岩体渗透系数确定方法综述[J];水文地质工程地质;2006年06期

9 廖红建;高石夯;盛谦;许志平;;渗透系数与库水位变化对边坡稳定性的影响[J];西安交通大学学报;2006年01期

10 李宏,海江田秀志,大西浩史;雄胜高温岩体地热开发的数值计算进展[J];岩石力学与工程学报;2003年06期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 徐奴文;高陡岩质边坡微震监测与稳定性分析研究[D];大连理工大学;2011年

2 薛翊国;锦屏一级水电站左岸渗流模型分析与高边坡稳定性评价[D];吉林大学;2006年

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本文编号：428008