本文在总结前人研究成果的基础上,针对水利工程中具体的地下厂房渗流问题,对地下厂房渗流场的有限元分析及防渗排水系统设计作了较详细的研究工作。主要内容包括: (1) 求解地下厂房洞室群渗流问题时的主要麻烦在于确定渗流自由面的位置,本文对目前求解地下洞室群自由面问题的方法进行了较全面深入的论述,并利用目前先进的结点虚流量法求解地下洞室群区的渗流自由面几何形态复杂的无压流渗流问题。并以饱和—非饱和渗流理论为基础,推导了考虑降雨入渗的三维饱和—非饱和渗流数学模型,较好地解决了降雨入渗的数学建模问题,而且对于降雨入渗问题边界条件的处理也取得了较为圆满的解决。 (2) 地下厂房洞室群渗流场中密集排水孔排水幕的处理一直是工程渗流特性和渗控研究工作的重点,由于排水孔(幕)数量众多,渗控作用大,须尽可能精确模拟,这对网格划分以及计算机的容量都提出极高的技术要求,问题极为复杂。在王镭等人所提出的“初始”排水子结构方法和朱岳明等人所完善的理论上严密的改进排水子结构技术(使得整体三维模拟排水孔(幕)的实际渗流行为和渗控效果成为现实),本文很好地解决了某一地下厂房洞室群岩体渗流场的求解和这一实际工程复杂渗流特性与控制的应用研究。 (3) 依托工程的研究成果目前已经直接被应用于该工程的技术设计。