摘要：针对某水电站地下洞室裂隙灰岩的渗漏问题,现场采集岩样和库水,设计进行了两种方案的水-岩作用试验,历时360d,其中,方案1在浸泡过程中定期更换浸泡溶液,模拟地下水的长期浸泡和流动更新现象,方案2主要模拟长期浸泡过程。综合水-岩作用下裂隙面微观形貌特征以及浸泡溶液中离子浓度变化,分析水-岩作用下裂隙灰岩的渗流特性变化特征及机制。研究结果表明:在浸泡过程中,单裂隙灰岩的渗透系数呈"先快后慢"的增大趋势,浸泡360 d后,2.5、3.0、3.5、4.0MPa等4种侧向应力在两种方案下单裂隙灰岩的渗透系数分别增大了729.90%~384.17%、549.04%~297.45%,侧向应力越小,裂隙岩样的渗透系数增大趋势越明显,增长趋势分别在120 d和90 d后趋于稳定。比较而言,方案1裂隙灰岩的渗透系数增长速率和幅度明显较大,为方案2的1.34~2.07倍。方案1定期更换浸泡库水,保持了浸泡溶液的不平衡状态,使得岩样与浸泡溶液间形成了较大的浓度梯度,增加了反应化学势,加快了裂隙表面矿物溶解、溶蚀速率,而方案2中,长期浸泡使得溶液中离子浓度逐渐接近平衡状态,导致裂隙面矿物溶解、溶蚀速率明显低于方案1。长期水-岩作用使得裂隙面粗糙度和波动性明显减小,局部坡度和起伏度逐渐减小,整体溶蚀深度逐渐增加,据此,建立了水-岩作用下单裂隙灰岩渗流通道演化模型,在长期水-岩作用下裂隙岩样的渗流通道逐渐向吻合度低、开度大的方向演化,从而导致了裂隙岩样等效水力开度及渗透系数的大幅度增长。相关研究思路和成果为裂隙岩体的水-岩作用模拟提供了较好的参考。

摘要：库岸边坡消落带岩体处于长期水-岩作用和频发中低强度水库地震作用之下,岩体的力学特性劣化直接影响库岸边坡的动力响应及抗震能力。基于此,模拟库岸边坡消落带的环境条件,设计进行了模拟库水位周期性升降变化过程的水-岩作用试验,在试验过程中采用循环加卸载方式模拟地震作用的影响,并重点考虑了水-岩和循环加卸载的次序作用。研究结果表明:(1)在水-岩作用下,岩样的动力参数总体呈先陡后缓的指数形式变化,考虑水-岩和循环加卸载次序作用后,岩样动力参数的劣化速度和劣化趋势明显增大,说明频发中低强度水库地震对长期处于水-岩作用环境的岸坡岩体损伤发育有明显的促进作用。(2)在水-岩作用和循环加卸载作用下,岩样的微细观结构由密实状态逐渐趋于松散,对应的完整性劣化系数和次生孔隙率亦呈现先陡后缓的变化趋势,其中,周期性水-岩和循环加卸载次序作用下岩样的微细观结构变化最显著,含初始循环加卸载损伤的岩样次之,单独水-岩作用下岩样的变化趋势最小,不同方案下岩样微细观结构的变化及差别也决定了其动力特性的劣化规律。(3)在长期水-岩作用和频发中低强度水库地震作用下,库岸边坡岩体内部的损伤会逐渐累积发展,直接影响库岸边坡的动力响应特性及抗震能力,因此,在库岸边坡长期抗震性能分析评价中,应该比较系统地考虑岸坡岩体动力特性的劣化规律。

摘要：水库蓄水运行过程中,部分库岸边坡出现了明显的台阶式变形趋势,消落带岩体处于库水位周期性升降变化和阶段性重复剪切次序作用下。基于此,设计进行了节理岩体的水-岩作用试验,并在不同水-岩作用周期进行重复剪切试验,研究结果显示:(1)在水-岩和重复剪切次序作用下,节理岩体的抗剪强度、剪切刚度、节理面粗糙度系数均呈现先陡后缓的劣化趋势,比较而言,前4个作用周期的劣化趋势尤为明显,而且法向应力越大,劣化趋势越明显;(2)由重复剪切导致的抗剪强度劣化趋势在初始状态时尤为明显,之后随水-岩作用周期的增加迅速减弱,由水-岩作用导致的抗剪强度劣化趋势在前4个作用周期较为明显,随后趋于平缓;(3)将节理面岩壁损伤区域分为水-岩作用损伤区域、水-岩和重复剪切次序作用损伤区域,对JRC-JCS抗剪强度模型进行了修正,验证分析表明修正后的模型计算值与试验结果吻合较好。相关研究方法和成果可为库岸边坡消落带节理岩体性能劣化分析提供较好参考。

摘要：结构面的力学特性直接关系工程岩体的变形稳定,而充填物对结构面的力学特性存在较大的影响。为了准确地量化充填前后结构面剪切性能的变化,以三峡库区典型库岸边坡节理岩体为研究对象,采用劈裂法制备了人工节理,按照充填度100%进行考虑,设计进行了充填前、后结构面的重复剪切试验。结果表明:(1)基于重复剪切过程中结构面抗剪性能劣化趋稳的变化规律,提出了一种单试件充填前、后重复剪切的试验方法,并提出了量化分析充填物对结构面影响程度的试验流程和数据处理方法,可以比较准确地确定充填物对结构面抗剪性能的影响;(2)泥质充填后结构面的抗剪性能劣化趋势明显,不同法向应力下的降幅在38.51%~54.82%之间,而且,法向应力越大,降低幅度越大;(3)在重复剪切过程中,泥质充填结构面的抗剪强度呈现先增大、再减小趋稳的非线性变化规律,主要与剪切过程中泥质充填物的变少、变薄、变光滑,以及结构面出露面积增多、磨损,凹陷位置被岩屑和土填充有关。相关试验方法和思路可为充填结构面剪切性能分析提供较好的参考。