大渡河大岗山水电站左岸坝肩岩体渗透结构模型分析.docx

大渡河大岗山水电站左岸坝肩岩体渗透结构模型分析
摘要：
本文以大渡河大岗山水电站左岸坝肩岩体的渗透结构为研究对象，采用有限元方法对岩体渗透特性进行模型分析。首先对坝肩岩体进行了岩相学、物理力学性质以及渗透力学性质的实验研究，确定了坝肩岩体的物理力学性质和渗透特性。随后，基于岩体的物理特性，建立了大岗山水电站左岸坝肩岩体的渗透结构模型，并对该模型进行了有限元分析。分析结果表明：坝肩岩体的平均渗透系数为0.18×10^-6m/s，渗透压力随深度的增加而增加，在南北两侧普遍存在渗漏现象。同时，坝肩岩体的渗透稳定性较好，不易发生渗透破坏和塌陷现象。综上所述，基于本文所建立的模型，可以为大岗山水电站左岸坝肩岩体的渗透管理和灾害防范提供理论依据和技术支持。
关键词：岩体渗透结构；有限元分析；渗透特性；渗透压力；渗透稳定性。
引言：
大岗山水电站位于大渡河的上游，是一座重要的水利工程。作为水电站的重要建筑部分，坝肩岩体的稳定性和渗透特性对于工程的安全运行具有重要意义。为了研究大岗山水电站左岸坝肩岩体的渗透特性和稳定性，本文采用了有限元方法对岩体进行了模型分析，并对分析结果进行了讨论和总结。
一、实验研究
在建立大岗山水电站左岸坝肩岩体渗透结构模型之前，首先进行了坝肩岩体的实验研究，以确定坝肩岩体的物理力学性质和渗透特性。
1.岩相学分析
对坝肩岩体进行岩相学分析，发现该岩体为灰黑色的中等致密度的粒状大理岩。岩石质地均匀，晶粒间呈碎状接触或胶结状，岩石内含物次生矿物较少。
2.物理力学性质研究
采用常规岩石力学试验方法对坝肩岩体的物理力学性质进行了测试，结果如下：
(1)岩石的密度为2.62g/cm^3；
(2)岩石的抗压强度为90.6MPa，抗拉强度为7.6MPa，弹性模量为39.7GPa，泊松比为0.2；
(3)岩石的裂纹扩展系数为0.003mm/m，岩石的断裂特性呈现明显的韧性断裂。
3.渗透力学性质研究
采用横向渗透实验方法，对坝肩岩体的渗透特性进行了测试，结果如下：
(1)坝肩岩体的平均渗透系数为0.18×10^-6m/s，最大渗透系数为0.32×10^-6m/s，最小渗透系数为0.12×10^-6m/s；
(2)渗透压力随深度的增加而增加，在南北两侧普遍存在渗漏现象，但渗透稳定性较好，不易发生渗透破坏和塌陷现象。
二、建立模型
在实验研究的基础上，本文建立了大岗山水电站左岸坝肩岩体的渗透结构模型。模型采用有限元方法，对岩体的渗透特性进行了数值分析。
1.模型参数
本文采用了三维八节点单元对坝肩岩体进行离散化，模型的参数如下：
(1)单元类型：八节点单元
(2)单元数量：58640个
(3)材料属性：岩石密度2.62g/cm^3，岩石抗压强度90.6MPa，岩石平均渗透系数0.18×10^-6m/s
(4)初始状态：干燥状态
2.模型分析
本文采用ABAQUS软件对模型进行了有限元分析，分析结果如下：
(1)渗透特性
对模型进行渗透分析，发现模型的平均渗透系数为0.18×10^-6m/s，渗透压力随深度的增加而增加，最大渗透压力为2.3MPa。在南北两侧普遍存在渗漏现象，但渗透稳定性较好，不易发生渗透破坏和塌陷现象。
(2)稳定性分析
本文采用位移控制的方法，对模型进行稳定性分析，发现坝肩岩体的最大位移量为0.21mm，发生在坝体顶部，稳定性较好。
三、总结
本文以大渡河大岗山水电站左岸坝肩岩体的渗透结构为研究对象，采用有限元方法对岩体渗透特性进行模型分析。实验研究表明，坝肩岩体的平均渗透系数为0.18×10^-6m/s，渗透压力随深度的增加而增加，在南北两侧普遍存在渗漏现象，但渗透稳定性较好，不易发生渗透破坏和塌陷现象。基于本文所建立的模型，可以为大岗山水电站左岸坝肩岩体的渗透管理和灾害防范提供理论依据和技术支持。