光滑平行板高速非達西滲流實驗研究

秦 峰 王 媛 顧智剛

(1.河海大學巖土力學與堤壩工程教育部重點實驗室,南京 210098;2.河海大學巖土工程研究所,南京 210098)

對于深埋隧洞[1-2],由于高地應力和高水壓環境,隧洞通過較寬的裂隙(如溶蝕裂隙或卸荷裂隙)可能發生較大的突水和涌水.此時以達西定律計算涌水量可能并不反映真實情況,宜考慮采用高速非達西滲流理論來計算隧洞突涌水量的大小.因此需要開展針對高流速條件下水在裂隙中運動規律的實驗研究.

目前,國內外對于低水頭低流速且符合達西滲流規律的單裂隙(光滑及粗糙)實驗及交叉裂隙實驗研究成果比較多[3],而對處于高水頭高流速狀態且符合非達西滲流規律的實驗研究尚不多見,目前所能查閱的文獻[4-6]主要是針對各種完整或破碎巖塊在高水壓或者高氣壓條件下的研究成果,而針對單裂隙高速非達西滲流實驗并不多見.本文通過開展單裂隙高速非達西滲流實驗并對實驗成果進行分析研究,對單裂隙高速非達西滲流一般規律進行總結,并且將實驗所得到的數據進行處理,最終得到模擬出非達西滲流影響系數的表達式,可以為在實際工程中遇到單裂隙非達西滲流計算提供參考.

1 高速非達西滲流實驗

實驗裝置如圖1所示,包括上下兩塊光滑平行板、上下兩個緩水箱、水泵、上下兩個水槽、水管、閥門、壓力表,以及沒在圖1上標出的測量堰上水位水位測針、測量裂隙寬度的游標卡尺、γ夾、標準模塊.

圖……