地应力对采动裂隙岩体渗流特性影响的研究

材料 变量 岩块 节 理 第一组节理 第二组节理

体积弹性模量 / 2. 7 & 1010 ( N% m - 2 ) 剪切弹性模量 / 0. 7 & 1010 ( N% m - 2 ) 岩 密度 / 块 2 500 ( kg% m - 3 ) 粘聚力 / 6 72 & 106 . ( N% m - 2 ) 内摩擦角 / ( ?) 27. 0 法向刚度 / ( N% m - 2 ) 切向刚度 / ( N% m - 2 ) 裂隙渗透系 数 / ( Pa% s) 摩擦角 / ( ?) 初始隙宽 /m 残余隙宽 /m 密度 / ( kg% m - 3 ) 流 体 动力粘滞系 数 / ( Pa% s) 体积模量 / ( N% m - 2 )

3 3 数值试验结果分析 . UDEC 数值模 拟分析的 结果见 图 5 和图 6 所 示。渗流分析是采用 UDEC 的稳定渗流分析模块进行分析的。对于给定的节理形式、 块体边界尺寸以 及边界条件, 隧洞内的涌水量是将与隧洞外围相交的裂隙流量相加得到的。数值分析的结果表明隧洞的涌水量是随着不同的参数变量而改变的。 3 3 1 块体边界尺寸的影响 . . 隧洞内总的涌水量大小与各种不同块体尺寸之间的关系如图 5所示, 该图表明随着块体尺寸增大, 隧洞内总的涌水量在减小。 原因是随着块体尺寸 节理 38

长江科学院院报 2009年

隧洞内涌水量也在减小, 这与国内外学者的研究结果是相吻合的, 为研究裂隙岩体的渗流规律分析打下了基础。但由于所采用的节理为贯通节理, 与实际裂隙岩体中的情况还是有差距的, 对渗流应力耦 合的机理研究也还不够明晰, 有待于进一步的研究。 通过本文也证实了 UDEC进行裂隙岩体耦合渗流分 析是有效的。 参考文献:

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增大与隧洞外围相交的裂隙内水压力减小, 因此隧 洞内的涌水量变小。 3 3 2 初始地应力比的影响 . . 隧洞内总的涌水量与初始地应力比 ! h / !v 之间 的关系如图 6所示。与估计的相同, 随着初始地应 力比增加隧洞内总的涌水量减小。随着初始应力比 从 0 5到 2 25的变化, 隧洞内涌水 量的降低值达到 . . 40% ~ 80 。 这 个 结 果 与 Indraratna 和 W ang % [ 11] ( 1996) 所做得的降低 70 是相一致的。 L iao和 % H encher( 1997) [ 12]

利用 UDEC 对初始水平应力比、

边界条件以及块体体积对裂隙岩体的渗透特征进行 过模拟。他们的结果表明总的渗透系数随着初始水 平应力与垂直应力的比值增加在减小。本文的分析 结果与其分析是相一致的, 不同之处在于本文所采 用的模型以及利用涌水量代替了渗透系数。 4 结 论

本文在裂隙岩体开挖隧洞中采用数值试验, 得 到如下结论: 随着初始水平应力与垂直应力比值的 增大, 隧洞内的涌水量在减小; 随着块体尺寸的增加 第 9期 崔德山 等

离子 土固化剂加固红黏土的 X 射线衍射试验 43 [ 8]

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X Ray D iffraction Analysis of R ed C lay R einforced by ISS

CU I De shan , X IANG W e i, JOACH IM Rohn ( 1 F acu lty o f Eng in eering, China Un iv ersity of Geosciences W uhan . , 1 1 2

430074 Ch in a , ; 91056 G erm any) ,

2 D epavt ent of Applied Geo logy Un iv ersity Erlangen Nurem berg, E rlangen . m ,

Abstract The eng ineering prob lem s brought by the con trad iction betw een the bad physical nature and good m e : chanical propert ie s of red clay are draw ing m ore concern in the academ ic and th e eng in eering c ircles M ak ing use o f . ion ic so il stab ilizer( ISS) can effectively change the physical propert ie s and m echanical perform ances of red clay in H anyang d istrict o fW uhan C ity In o rder to study the phase com position and th e spac ing o f crysta l plane o f red c lay . re in fo rced by ISS the X ray diffraction of red c lay w as done under the cond itions o fM g , 2+

saturated K , + satura

t io n g ly cero l satu ra tio n and heatin g to 550 ( by the S iem ensD5000 X ray diffractom eter T he results show ed that , . th e phase com position o f red clay reinforced by ISS has not sign if icant variation and the spacing of crystal p lane , has a sm all change . K ey w ord s ion ic so il stabilizer red clay; X ray diffraction phase spacin g of crystal p lane : ; ; ; ( 上接第 38页 )

Effect of Geostress on Per eability of Excavated Fractured RockM ass m S UN Yu jie , WU A i q ing , ZHANG Y i hu , WU T ao 1 1 1 2

( 1 K ey Laboratory o f G eotechn ica lM echanics and Eng in eering of the M inistry o fW ater R esources D iv isio n of . G eotechn ica l Engineering, Y ang tze R iv er Sc ie ntif ic R esearch Institu te W uhan , 2 Faculty o f Eng in eerin g Ch in a Un iv ersity of Geosciences, W uhan . , 430010 China , ; 430074 Ch in a) ,

Abstract T he geostress f ield and seepage f ie ld a l ays ex ist in rock m ass th e cav ity excavation in the fractured : w , rock m ass w ill d isturb the in itia l equilib rium and cause the change of geostress and seepage, so it is i portant to m study the effect o f geostress on the perm eab ility of rock m ass. T he e ffect of rock block boundary size and in it ia l geostress on the change o f blow in g discharge in the excavated cav ity o r tu nne l is stu died quan titativ e ly by a num eri ca l tes. It is found tha t w ith the in crease o f block size and the ratio of in itia l horizonta l stress to vertica l stress the t , blow ing discharge in the excavated tunnel w ill be decreased . K ey w ord s geostress underground cavity seepage fractured rock m ass : ; ; ;