溶蚀岩体的防渗是水电工程、矿山工程和交通工程的重要难题之一。本论文结合湖北省重点科技攻关项目《岩溶地区岩体渗透水力学及防渗帷幕工程研究—子题三:水布垭防渗帷幕渗控优化计算分析》深入研究了岩溶与裂隙交叉渗流特性,使岩溶渗漏(渗透性、渗漏量)的研究由定性分析向定量分析转变。主要成果和创新如下: ①总结了岩体渗流试验的发展历程和研究成果,较系统地介绍了国内外岩体渗流模拟的主要数值方法,分析比较了各种方法的优缺点,指出了各自的适用范围。 ②建立了光滑岩溶和裂隙交叉的水流室内试验模型,测试了岩溶和裂隙不同交叉情况时的渗流水力特性,研究不同岩溶尺寸、不同裂隙规模、不同水力条件下岩溶和裂隙交叉的渗流规律。 ③采用正交统计分析法对试验数据进行深入分析,绘制试验因子关系曲线图,详细研究裂隙宽度、岩溶直径及进水水头对试验结果的影响;结合试验数据,定量分析岩溶与裂隙交叉时其折算渗透系数与长度、直径等因素之间的关系;在量纲分析的基础上,采用变结构遗传算法建立了计算管道汇流量的数学模型。 ④根据室内试验研究成果,提出了考虑岩溶与裂隙交叉局部水头损失的改进折算渗透系数法,改编了饱和非稳定岩溶渗流场有限元计算程序KARSTCNPM。建立了室内试验的数值计算模型,对比分析了试验成果和数值计算成果,验证计算程序的正确性。 ⑤将考虑岩溶与裂隙交叉局部水头损失的改进折算渗透系数法应用于水布垭工程左岸渗流场的计算分析中,比较了本文所提方法与其他方法的计算成果。视排水洞为岩溶,将岩溶与裂隙交叉水力特性试验成果推广应用于排水洞与裂隙交叉的渗流场分析中,深入研究了黄河拉西瓦工程厂坝区三维渗流特性,并提出了防渗排水系统的优化建议。