高放废物处置预选区结构面导水特性试验研究

论文摘要

裂隙岩体结构面的渗透特性是高放废物处置库选址与建设所关注的重点问题之一,国内外学者对裂隙岩体渗透特性开展了大量室内试验研究,要识别确定不同类型结构面导水特性,在野外鉴别基础上,对不同类型结构面进行原位测试是十分重要的。本文在总结现有裂隙岩体渗流研究现状和求取裂隙岩体水力学参数方法的基础上,自主设计研发了一套结构面导水系数确定试验仪器装置,对甘肃北山芨芨槽预选区裂隙花岗岩体主要结构面以及F4断层进行了钻孔原位压水渗透试验,采用五种模式对压水渗透试验数据结果进行处理和分析,根据数据处理和分析的结果进行定性评价北山芨芨槽预选区裂隙岩体导水特性。具体的研究成果可分为以下几方面：(1)自主设计研发了结构面导水系数确定试验仪器装置,装置简易轻巧,操作快捷,适用于多种类型地质结构面原位压水试验,并对下一步研发各种耦合条件下的裂隙岩体渗透性原位测定仪器提出了改进措施；(2)运用Darcy定律和立方定律计算结构面渗透系数,定性了解不同尺度特征结构面原位渗流变化特性、导水性质以及张开充填性质；(3)岩桥共轭剪切节理原位压水渗透试验的数据处理和分析,定性了解渗流节点结构面渗流变化特性和导水性质；(4)F4断层区域钻孔原位压水渗透试验的数据处理和分析,定性了解断层渗流变化特性、导水性质以及断层对裂隙岩体渗流变化和导水性质的影响程度；(5)合理选择现场压水渗透试验方法,制定严谨的试验操作规程,为今后进行类似的现场压水渗透试验,提供了一整套规范的作业流程。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 研究目的和意义
• 1.3 所做的主要工作
• 1.4 研究思路与工作流程
• 1.5 裂隙岩体渗流研究现状
• 1.5.1 单裂隙渗流研究现状
• 1.5.2 破碎岩体渗流研究现状
• 1.6 裂隙岩体水力学参数确定方法研究现状
• 1.6.1 现场测量方法
• 1.6.2 传统单孔压水试验方法
• 1.6.3 三段压水试验方法
• 1.6.4 交叉孔压水试验方法
• 1.6.5 示踪试验方法
• 1.6.6 平硐渗水试验方法
• 1.6.7 抽水试验方法
• 1.6.8 裂隙网络渗流数值试验方法
• 1.7 本章小结
• 第二章 结构面导水系数确定试验仪器装置
• 2.1 仪器装置研制背景
• 2.2 试验装置组成
• 2.2.1 供水装置
• 2.2.2 封堵装置
• 2.2.3 主机装置
• 2.2.4 固定支座装置
• 2.2.5 照摄像装置
• 2.2.6 供电装置
• 2.3 供水系统
• 2.4 供气系统
• 2.5 调压稳压系统
• 2.6 定位封堵系统
• 2.7 本章小结
• 第三章 结构面导水系数确定试验
• 3.1 北山芨芨槽区域概况
• 3.2 原位压水试验点结构面特征
• 3.2.1 原位压水试验点选取
• 3.2.2 单孔单结构面特征
• 3.2.3 F4断层影响带钻孔结构面特征
• 3.2.4 F4断层核部钻孔结构面特征
• 3.2.5 单孔多结构面特征
• 3.3 原位压水试验方法
• 3.4 原位压水试验流程
• 3.4.1 压水试验前期准备阶段
• 3.4.2 压水试验作业阶段
• 3.4.3 压水试验完成阶段
• 3.5 本章小结
• 第四章 结构面导水系数确定试验结果分析
• 4.1 裂隙岩体钻孔结构面渗透系数计算公式的推导
• 4.2 单孔单结构面原位渗透系数计算分析
• 4.3 跨孔单结构面原位渗透系数计算分析
• 4.4 跨孔岩桥原位渗透系数计算分析
• 4.5 F4断层核部区域钻孔原位渗透系数计算分析
• 4.6 F4断层影响带区域破碎带钻孔原位渗透系数计算分析
• 4.7 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A
• 附录B