在地下工程中,岩体渗流不仅可以软化岩体,降低岩体的物理力学指标,同时又是地下洞室结构的主要渗流荷载,对地下洞室结构的稳定存在着较大的影响。在实际工程中,当地下水较丰富时,进行渗流场分析是非常必要的。对渗流场进行合理的数值模拟有着十分重要的工程意义。 本文主要研究地下工程复杂渗流场的数值模拟的分析方法,其主要内容和特色在于以下几个方面: 1.在现有的有自由面渗流分析的丢单元法的基础上进行了改进。对含自由面的单元,按复合材料单元变积分权数进行处理。对丢单元,引入空单元的概念进行处理。算例表明,改进后的丢单元法具有收敛性好,编程简单,计算精度更高等特点。 2.对主要裂隙和断层的处理进行了积极探讨。在拟连续介质模型的基础上,充分利用有限元法的特点,提出用隐式复合材料单元法对主要裂隙和断层进行模拟。 3.结合地下工程复杂渗流场三维有限元分析的实际,用渗透张量模拟非均匀各向异性,用隔水层串并联模型模拟防渗帷幕,用薄层单元等效模拟排水井列。在上述理论基础上,编制了复杂渗流场分析的三维有限元计算程序。并将此程序应用到工程实例,成功求解了漫湾水电站二期工程地下厂房围岩的复杂渗流场,并在此基础上分析了渗流场分布的主要影响因素的影响,进行了现拟渗控方案分析。 4.根据饱和非饱和渗流分析的原理,编制了饱和非饱和渗流的三维有限元分析程序。用此程序对有降雨入渗情况下的地下工程的饱和非饱和渗流场进行了数值模拟,并应用到工程实例。