Page 81 - 2023年第54卷第5期

４ 工程运用

恰甫其海水利枢纽是新疆伊犁地区最大的水利控制性工程。为了解该水利枢纽的渗流特征，汪小
刚等 ［２５］ 对其左岸边坡岩体进行了实地考察，该测区存在 ４组岩体裂隙结构面，通过量测得到了这 ４组
结构面的几何参数统计表（表 ６）。

表 ６ 岩体结构面几何参数
结构面产状
裂隙组号 统计指标类型 概率分布类型 均值 标准差 样本总数
倾向?（°） 倾角?（°）
间距?ｍ 负指数 ０．３５ ０．３５ ４１５
１５８．４２～１８９．４２ ７６．７５～９０．００
倾向?（°） 对数正态 １７５．２１ ４．３０ ４４７
１ ３４１．４２～３６０．００ ７０．７５～９０．００
倾角?（°） 正态 ８６．７６ ４．０６ ４４７
０．００～６．５８ ６７．７５～９０．００
迹长?ｍ 对数正态 ９．３１ ０．２１ ４４７
间距?ｍ 负指数 ０．９３ ０．９３ ４０３
倾向?（°） 正态 ９９．３１ １２．０２ ４３３
２ ６８．１３～１１８．１３ ３４．７０～９０．００
倾角?（°） 正态 ７２．８１ １９．９３ ４３３
迹长?ｍ 对数正态 １．２７ ０．５５ ４３３
间距?ｍ 负指数 ０．７３ ０．７３ ３３７
倾向?（°） 正态 ２７７．７８ １０．７１ ３３７
３ ２５０．００～２９５．００ ６０．５６～９０．００
倾角?（°） 正态 ８１．３５ ９．００ ３３７
迹长?ｍ 对数正态 １．３８ ０．２１ ３３７
间距?ｍ 负指数 ０．３３ ０．３３ ９７
倾向?（°） 均匀 ２５８．６８ １９．２０ １２６
４ ２２０．００～２８５．００ １２．７２～５２．７２
倾角?（°） 均匀 ３６．８０ １２．３３ １２６
迹长?ｍ 对数正态 １．５３ ０．３１ １２６

文献［２５］假定该岩体的裂隙隙宽服从均值为 ０．２ｍｍ、标准差为 ０．１ｍｍ的对数正态分布，利用边
界元算法程序 ＢＥＭＮＦ对 其进 行了 ５０次抽样 计算，经统 计得 到 该 工 程 实 例 的 渗 透 主 系 数 和 主 方 向
如下： － ６ － ６
{ ｋ＝ １．８３ × １０ ±１．９２ × １０ ，倾向 １６５．７°±５２．７°，倾角 １２．７°±１７．５° （１８）
１
－ ５
－ ５
ｋ＝ ２．５９ × １０ ±４．７０ × １０ ，倾向 １５８．９°±１０４．７°，倾角 ２６．６°±２４．９°
２
－ ５
－ ５
ｋ＝ ２．７３ × １０ ±４．６９ × １０ ，倾向 ２０５．１°±１０９．７°，倾角 ５５．７°±２６．１°
３
本文利用自编译的环单元模型渗流计算程序 ＦＮＴＤＳＭ对该工程岩体进行数值模拟，程序设定：裂
隙统计数据取值与文献［ ２５］相同；生成域的大小为 ４０ｍ × ４０ｍ × ４０ｍ，研究域的大小为 １０ｍ × １０ｍ ×
１０ｍ ；定水头值为 Ｈ ＝ ３０ｍ 、Ｈ ＝ １５ｍ 。由于该工程岩体形成的裂隙数量较多导致计算规模大，决定
１ ２
采用等效缩减法进行研究，方法见文献［２１］。经计算分析，采用缩减规模为 ７０％。缩减后，得到研究
域内裂隙数 ２００３条，其中结点数 １００４７个、单元数 １７９７４个，并得到该岩体的渗透张量，写成矩阵
形式为：
３．４９ × １０ － ５ ５．４０ × １０ － ６ ４．０７ × １０ － ６
［ Ｋ］ ＝５．４０ × １０ － ６ ５．０６ × １０ － ６ ４．２４ × １０ － ６ （１９）
４．０７ × １０ － ６ ４．２４ × １０ － ６ ４．６３ × １０ － ５
求出上述矩阵的主值，即该裂隙岩体的渗透主系数与主方向为：

— ５ ８ ３ —