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岩体内部存在着纷繁复杂的裂隙结构面网络。裂隙面既是岩体中的软弱面,又是岩体中的主要透水通道。在对裂隙等效隙宽最大值确定方法进行修正,并以统计规律为基础模拟天然裂隙平面张开度的前提下,进行裂隙岩体水-岩耦合研究对于水库库岸岩质高边坡渗透性及稳定性研究具有重要意义。
从工程的角度阐明了论文选题的依据和研究意义;介绍了水-岩耦合及其相关理论在国内外的发展状况;总结和归纳了裂隙岩体水-岩耦合的数学模型、数值计算方法及耦合理论等方面的研究状况;介绍了裂隙岩体渗流的基本理论和裂隙岩体非稳定渗流数学模型;将天然裂隙结构面模拟技术应用于基于面积接触率理论的等效隙宽研究,并以算例说明天然裂隙面的面积接触率改变对渗流的影响;将裂隙岩体自由面求解方法应用于水库岩质边坡浸润线的求解;最后,以单条平直裂隙中的水流运动规律和裂隙网络渗流模型为基础,在不考虑完整岩块渗透性的前提下,着重分析岩体中天然裂隙结构面水-岩非线性耦合关系,并运用算例对考虑耦合及不考虑耦合两种情况下的渗流场及应力场进行了分析比较。
结果表明,考虑耦合效应后,应力场及渗流场计算结果均发生了变化,考虑水-岩耦合效应能为水库库岸岩质高边坡稳定性计算提供更为准确的依据。