[发明专利]确定近水平层状裂隙岩体渗透张量的方法

权利要求书

1.一种确定近水平层状裂隙岩体渗透张量的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，完成待测区的地质勘察基础工作；

S2，通过岩体结构面的野外观测和室内统计，分析所述待测区近直立状岩体结构面组和近水平状岩体结构面组的发育情况，获得所述岩体结构面组的几何参数；

S3，通过岩体应力测试，获得待测区内待测岩体的应力张量、应力主值及主方向；

S4，选择任一所述近直立状岩体结构面组进行单孔水平定向钻孔压水试验，获得任一近直立状岩体结构面组的渗透系数；

S5，通过统计所述待测岩体高程范围内常规垂直钻孔压水试验的成果，获得所述近水平状岩体结构面组的渗透系数；

S6，基于单结构面岩体力学理论，计算作用于各岩体结构面组上的法向正应力；

S7，基于岩体渗流立方定律，计算S4步中所述任一近直立状岩体结构面组和S5步中所述近水平状岩体结构面组的等效水力张开度；

S8，根据S4步中所述任一近直立状岩体结构面组和S5步中所述近水平状岩体结构面组的法向正应力和等效水力张开度，确定岩体结构面组等效水力张开度与法向正应力的负指数函数本构方程中无应力状态下的岩体结构面组等效水力张开度和岩体结构面组法向刚度；

S9，根据负指数函数本构方程，计算另一近直立状岩体结构面组的等效水力张开度；

S10，根据岩体结构面组的产状，等效水力张开度，间距，计算获得待测岩体的渗透张量。

2.根据权利要求1所述的确定近水平层状裂隙岩体渗透张量的方法，其特征在于：S1步中，所述地质勘察基础工作，包括以下内容：

S1.1，为防渗帷幕设计、基坑降排水设计及水工隧洞突涌水预测提供数据支撑，依据规范对待测岩体进行批量的所述常规垂直钻孔压水试验；

S1.2，为查明导流洞、发电洞、泄洪洞，水工隧洞的工程地质条件，为水工隧洞设计提供数据支撑，依据规范在典型部位开掘地质勘探平硐，作为水平定向钻孔压水试验的试验场地。

3.根据权利要求1所述的确定近水平层状裂隙岩体渗透张量的方法，其特征在于：S2步中，所述分析方法包括玫瑰花图、极点等密度图、聚类分析；所述几何参数包括岩体结构面组的组数、产状、张开度、延伸长度、充填物质、间距、形态特征。

4.根据权利要求1所述的确定近水平层状裂隙岩体渗透张量的方法，其特征在于：S6步中，针对所述近直立状岩体结构面组，所述法向正应力的计算公式为：

其中，代表作用于所述岩体结构面组上的法向正应力；代表水平方向最大主应力，代表水平方向主应力；代表所述近直立状岩体结构面组法线方向与水平方向最大主应力之间的夹角；

针对所述近水平状岩体结构面组，所述法向正应力的计算公式为：，其中，代表垂直方向的主应力。

5.根据权利要求1所述的确定近水平层状裂隙岩体渗透张量的方法，其特征在于：S7步中，所述任一近直立状岩体结构面组和所述近水平状岩体结构面组的等效水力张开度的计算公式为：

其中，为岩体结构面组的等效水力张开度，k为岩体结构面组的渗透系数，s为岩体结构面组的间距，为水动力粘滞系数，g为重力加速度。

6.根据权利要求1所述的确定近水平层状裂隙岩体渗透张量的方法，其特征在于：S8步中，所述负指数函数本构方程为：

其中，为所述岩体结构面组在无应力状态下的等效水力张开度，为所述岩体结构面组的法向刚度。

7.根据权利要求1所述的确定近水平层状裂隙岩体渗透张量的方法，其特征在于：S10步中，所述待测岩体的渗透张量的计算公式为：

其中，

K为待测岩体的渗透张量，、和为待测岩体的渗透张量的三个渗透主值，为岩体结构面组的倾向，为岩体结构面组的倾角，i为第i个岩体结构面组。