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紫坪铺水利枢纽工程地质问题研究

【摘要】:而裂隙结构面的空间位置、张开度、密度、延伸长度恰恰由渗透系数张量表达式反映。表11-10 沙金坝向斜控水结构面产状统计平均值在渗透参数反演时,取右岸的河间地块为计算区域,计算的下部边界取到600m高程。表11-11 沙金坝向斜北西翼岩体渗透性分类(区)表11-12 沙金坝向斜南东翼岩体渗透性分类(区)其中N3-1、N3-2、S3-1、S3-2认为均质各向同性,其余为均质各向异性。

岩体渗透性的大小主要取决于岩体中裂隙透水性的大小、裂隙的连通程度及裂隙结构面的空间分布。而裂隙结构面的空间位置、张开度、密度、延伸长度恰恰由渗透系数张量表达式反映。坝区主要三组控水结构面和沙金坝向斜层间剪切错动带经统计产状平均值见表11-10。

表11-10 沙金坝向斜控水结构面产状统计平均值

在渗透参数反演时,取右岸的河间地块为计算区域,计算的下部边界取到600m高程。以坝区综合地质平面图(1∶2000)为底图,建立以x轴指向正东,y轴指向正北,z轴铅直向上的坐标系。整个研究区划分为52个超单元,剖分成4180个单元,4810个节点(图11-19)。计算软件采用3DSeepage(岩体地下水渗流三维有限元程序),并增加了计算五面体单元的部分。

图11-19 反演时计算区的剖分消阴图

另外,考虑岩体的风化、卸荷和地貌等因素,在岸坡垂向上将岩体的透水性分成3个带:强卸荷带(厚25~40m)、弱卸荷带(厚30~50m)、微新鲜岩体。基于构造因素,沙金坝向斜两翼分属水库侧岸坡(NW翼)和下游(SE翼)河谷岸坡,分带时将其区分开。这样研究区共分为6个带,在每个带内依据岩性的不同,又可分为两类透水性岩体,即砂岩类透水岩体和页岩类相对阻水岩体。因此研究区岩体在空间上按透水性共分为6个带(强卸荷带N1、S1,弱卸荷带N2、S2,微新鲜岩体N3、S3),12类(强卸荷砂岩类N1-1、S1-1,强卸荷页岩类N1-2、S1-2,弱卸荷砂岩类N2-1、S2-1,弱卸荷页岩类N2-2、S2-2,微新鲜岩体砂岩类N3-1、S3-1,微新鲜岩体页岩类N3-2、S3-2),计84个区(见表11-11、表11-12)。

表11-11 沙金坝向斜北西翼岩体渗透性分类(区)

表11-12 沙金坝向斜南东翼岩体渗透性分类(区)

其中N3-1、N3-2、S3-1、S3-2认为均质各向同性,其余为均质各向异性。由于在断层带内没有观测资料,故计算时没有把断层带单独剖分出来。

在反求渗透参数张量时,选择地下水位相对稳定的时期作为拟合期,该地区一般12~4月为枯水期,故拟合时取1992年3月的观测水位值建立目标函数,当计算水位满足使目标函数为最小时所对应的参数值即为要求的参数。