杜万军，柴军瑞，许增光，曹 成

(1.杨凌职业技术学院水利工程学院，陕西 杨凌 712100；2.西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室，陕西 西安 710048)

0 引 言

在地下水利工程中，裂隙岩体在渗透力和外部压力共同作用下的稳定性和流体运动规律均比较复杂，且存在相互耦合关系。通过不同节理模型试验[1-2]分析粗糙程度和外力对裂隙水流的影响规律发现，直剪初期，裂隙渗透性发生短暂降低后继续攀升直到平缓[3- 4]，水压越高，裂隙渗透性越强[5]。剪应力在不同位移条件下出现波峰和波谷最后趋于稳定。裂隙开度的变化会引起渗流量的改变，尤其是裂隙充填物的颗粒组成和空隙率的空间分布对水流渗流通道的影响较大[6-7]。辐射流的随机性和复杂性更显著，更符合实际工况，由于裂隙主要渗流通道和剪切损伤后充填物对水流的影响显著，所以明确渗流通道和合理简化充填物的影响效应至关重要。为此，本文从宏观试验的裂隙剪切受力和渗透性出发并结合数值模拟，分析了粗糙单裂隙辐射流的剪切渗流耦合特性，可为岩体复杂节理裂隙水力特性的研究提供参考。

1 直剪渗流试验与耦合过程分析

1.1 试验设计

岩石节理直剪渗流耦合系统见图1。试验系统[8]可对试件施加垂直压力、剪切力、水压力。垂直压力和剪切力由油压系统提供，水压力由液压氮气瓶和水箱提供，试验试件采用β型高强度石膏加水拌合浇筑在固定的模具中预制而成。……