水文地试验方法及渗透性研究方法

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1、1各向异性裂隙介质渗透性研究与评价裂隙岩石滲透性的基木特征和各向异性裂隙介质渗透性的研究和评价方法是基岩水文地质学最重要的基础理论和应用技术。国内和国外人量的学者对其深层次开拓和发展起丫巨大的推动作用。然而，其屮很多结论是力学家或科学家研宂得出，只在理想条件下适用，要解决实际的基岩水文地质问题，这些理论存在的缺陷难以忽略。从八十年代开始，田开铭教授极力提倡并将这类研究纳入地质学轨道。他的研宄遍布我国的城市建设、水利水电、电力、煤炭和冶金等各个领域。并通过多年的刻苦研究，逐渐充实和完善了基础理论和应用研究，同吋使这一研宄跨入了一个崭新的时

2、代［］。1.1裂隙介质的渗透张量1.1.1裂隙介质的渗透空间结构裂隙网络的隙缝和岩石块的孔隙两个部分组成了裂隙介质。经水文地质研究表明：在裂隙介质总孔隙率的研究方面，孔隙度比裂隙度大儿倍，甚至儿十倍；然而在裂隙介质渗透特性研宄方面，孔隙渗透度却比裂隙渗透度小几个数量级。即使裂隙空间仅占岩石孔隙率少之又少的一部分，但裂隙介质的渗透性的高低基本上是由裂隙系统的渗透空间结构所决定的［］。1.2裂隙几何参数的野外观测和统计方法1.2.1测量面积大小的确定研宄表明：基岩裂隙系统所拥有的不同类型的几何参数被很多随机因素影响，如该系统曾经被不同地质年

3、代的内力及表生等随机因素影响。它们的分布是很均匀的，尤其是在剖面上和平面上。但是，在对深度以及地点不相同时，对裂隙系统调査及其测量时，都要以这一测点为基础参考，选择一个测量面积，在这个单位面积内，裂隙系统的几何参数大致上是相对均质的，这样才能确定裂隙系统内几何参数不同的发冇特征以及基岩的渗透性。几何参数的大小是利用数字特征值来表示的，可以对基岩渗透张量进行计算［］。确定测量面积的大小有一种典型单位面积法。事实上典型单位面积指的是在特定的体积内被测量出来的参数，在统计上应该是相对均质的，即使所选定的单位面积增加或减小，参数值也不会发生任何

4、的变化［］。如下图是何魁核电站的裂隙测点，从该阁可以观察到，当测点的测量面积为0.84平方米左右，渗透张量里的各个渗透主值和渗透张量的各个渗透方向均趋于稳定状态，主要体现随着被测量面积略微增大或者略微减小渗透椭圆的形状和大小均只出现了很小的变化。如果在单位厂区内基岩裂隙系统的隙间距没有显著的变化，则可以选择一个具冇代表性的测点并对其面积大小进行测量，此时我们可以把该测点测量面积作为整个区域的测量面积。相反，则必须选择新的测点并对其测量面积大小进行重新测定1各向异性裂隙介质渗透性研究与评价裂隙岩石滲透性的基木特征和各向异性裂隙介质渗透性的

5、研究和评价方法是基岩水文地质学最重要的基础理论和应用技术。国内和国外人量的学者对其深层次开拓和发展起丫巨大的推动作用。然而，其屮很多结论是力学家或科学家研宂得出，只在理想条件下适用，要解决实际的基岩水文地质问题，这些理论存在的缺陷难以忽略。从八十年代开始，田开铭教授极力提倡并将这类研究纳入地质学轨道。他的研宄遍布我国的城市建设、水利水电、电力、煤炭和冶金等各个领域。并通过多年的刻苦研究，逐渐充实和完善了基础理论和应用研究，同吋使这一研宄跨入了一个崭新的时代［］。1.1裂隙介质的渗透张量1.1.1裂隙介质的渗透空间结构裂隙网络的隙缝和岩石

6、块的孔隙两个部分组成了裂隙介质。经水文地质研究表明：在裂隙介质总孔隙率的研究方面，孔隙度比裂隙度大儿倍，甚至儿十倍；然而在裂隙介质渗透特性研宄方面，孔隙渗透度却比裂隙渗透度小几个数量级。即使裂隙空间仅占岩石孔隙率少之又少的一部分，但裂隙介质的渗透性的高低基本上是由裂隙系统的渗透空间结构所决定的［］。1.2裂隙几何参数的野外观测和统计方法1.2.1测量面积大小的确定研宄表明：基岩裂隙系统所拥有的不同类型的几何参数被很多随机因素影响，如该系统曾经被不同地质年代的内力及表生等随机因素影响。它们的分布是很均匀的，尤其是在剖面上和平面上。但是，在

7、对深度以及地点不相同时，对裂隙系统调査及其测量时，都要以这一测点为基础参考，选择一个测量面积，在这个单位面积内，裂隙系统的几何参数大致上是相对均质的，这样才能确定裂隙系统内几何参数不同的发冇特征以及基岩的渗透性。几何参数的大小是利用数字特征值来表示的，可以对基岩渗透张量进行计算［］。确定测量面积的大小有一种典型单位面积法。事实上典型单位面积指的是在特定的体积内被测量出来的参数，在统计上应该是相对均质的，即使所选定的单位面积增加或减小，参数值也不会发生任何的变化［］。如下图是何魁核电站的裂隙测点，从该阁可以观察到，当测点的测量面积为0.8

8、4平方米左右，渗透张量里的各个渗透主值和渗透张量的各个渗透方向均趋于稳定状态，主要体现随着被测量面积略微增大或者略微减小渗透椭圆的形状和大小均只出现了很小的变化。如果在单位厂区内基岩裂隙系统的隙间距没有显著