江汉平原土壤饱和渗透系数变化规律及影响因素

目前对影响土壤饱和渗透系数规律的机理缺乏深刻认识.以不同沉积环境、不同岩性及不同土地利用方式的江汉平原汉江下游浅层土壤为对象,采用改进的TST-55型土壤渗透仪开展室内变水头达西实验.结果表明,研究区内土壤饱和渗透系数平均值为4.94×10-5cm/s,服从对数-正态分布;粉砂壤土冲积物和湖积物的饱和渗透系数平均值为3.53×10-5cm/s和1.98×10-5cm/s,粉砂质粘壤土中,两者分别为8.13×10-7cm/s和5.88×10-7cm/s,同一岩性冲积物的饱和渗透系数较湖积物大;冲积物中,砂壤土、粉砂壤土和粉砂质粘壤土饱和渗透系数平均值为1.98×10-5 cm/s、3.53×10-5 cm/s和8.13×10-7 cm/s,表现为砂壤土>粉砂壤土>粉砂质粘壤土;耕作土壤中,粉砂壤土、粉砂质粘壤土的饱和渗透系数平均值为3.75×10-5 cm/s和8.11×10-7cm/s,非耕作土壤中,两者分别为1.88×10-6cm/s、5.93×10-7cm/s,同一岩性耕作土壤饱和渗透系数较非耕作土壤大.      

某赤泥堆坝加固方案研究与施工过程仿真分析

某赤泥堆坝近几年出现严重裂缝与渗水、泄泥现象,坝体边坡基本处于临界稳定状态。在不利因素触发下,可能出现大面积滑坡。在充分研究堆场地质条件和堆坝的土层结构、裂缝现状与成因、变形过程与破坏趋势、稳定性等主要影响因素基础上,通过数值试验与模拟分析,提出了排水-改良滑带土-削坡减载-反压坡脚-加筋支挡-挂网喷射护坡的综合加固方案。通过加固施工过程仿真分析,验证了这种综合加固方案的科学性、合理性。     

土坝坝体底部劈裂灌浆加固效果研究

介绍了传统堤坝劈裂灌浆工存在的主要问题,通过对灌浆起始劈裂点的力学求解,分析了劈裂灌浆浆液扩散规律;提出了坝体底部首先劈裂的灌浆工艺。以山东某水库堤坝劈裂灌浆工程为研究对象,利用三维有限差分数值方法分析了坝体底部劈裂灌浆引起坝体的应力和变形特征。结果表明,采用应变软化模型能有效的模拟土体材料的弹塑性力学行为,反映灌浆完成后浆脉的固结和周围土体的湿陷作用,即“浆坝互压”的作用机制,分析结果与实测结果吻合较好;同时得到了一些有价值的结论,为劈裂灌浆防渗加固工程的施工和设计提供理论指导。     

劈裂式灌浆技术在中小型水库除险加固工程中的应用

文章通过对劈裂式灌浆机理的分析,针对各类坝型的特点,从施工方法、灌浆工艺、灌浆参数等方面分别分析了劈裂式灌浆技术在粘土心墙坝、均质风化料坝、砂土坝、石碴坝等坝型中的应用及高水位条件下的灌浆效果,得出结论:劈裂式灌浆技术通过改良施工工艺和浆液比重,可加快施工进度,提高浆脉厚度至20~30cm,具有较高的应用价值。     

赤泥库大坝渗漏分析及灌浆处理技术

由于施工质量问题,洛阳一个赤泥库大坝在试运行中发生大面积渗漏及管涌。在对渗漏原因进行分析的基础上实施的在坝内坡增设土工膜、坝轴线上游增设帷幕灌浆防渗墙、坝体下游坡面增设排渗沟和排水棱体等抢险加固措施,有效地解决了坝体渗漏问题。在灌浆处理过程中,针对筑坝材料的复杂性和不均匀性,通过施工前的灌浆试验,取得了适合本场地条件的钻孔施工工艺参数及灌浆方式、灌浆压力、灌浆段确定、水灰比比级等施工技术参数,确保了灌浆处理的效果。     

某水电站块石料场弃渣堆积体边坡变形破坏机制分析

西南某水电站块石料场弃渣堆积体边坡于2004年形成,堆积规模约21×10~4 m~3。该边坡前缘未设支挡结构措施,后期受2008年"5.12"汶川特大地震、2013年"4.20"芦山强烈地震影响,以及在降雨作用下,后部推移变形,并严重威胁坡脚居民安全。本文采用现场勘察、原位双环渗透试验等手段,分析了弃渣堆积体边坡的变形破坏机制。结果表明:弃渣体的饱和渗透系数(k)远大于下伏老堆积土体,弃渣体表层k值高达1.41×10~(-1) cm/s,1m深时为2.00×10~(-2) cm/s;老堆积土体表部k值为1.88×10~(-3)cm/s,1m深时为5×10~(-4)cm/s。两者渗透系数的巨大差异,使得弃渣体与下伏老堆积体之间形成富水带,产生较大的孔隙水压力,进而对弃渣堆积体边坡形成浮托力,导致其推移变形。稳定性计算结果显示堆积体稳定性系数随降雨时长的增加而减小,但减小速率逐渐趋于平缓。     

浙江台州高速公路一期工程软土地基工程地质特征

浙江台州高速公路呈南北向穿越浙江东部沿海平原。路基一带软土极为发育,约占路段长度的65. 7% ,软土层总厚度一般可达20～ 37m,岩性以海积、湖积的淤泥及淤泥质粘土为主。软土的物理力学性质极差,孔隙比多在1. 5以上,内聚力多小于10kPa,压缩系数(a1-2 )最高可达2. 83Mpa-1 ,一般都在1. 3M Pa-1以上,渗透系数一般为4. 63×10-8～1. 5× 10-7cm /s,固结系数为1. 85×10-4～4. 94× 10- 3cm2 /s。因此,软土多处造成路基大幅度沉降、开裂和滑移,给公路施工和运营带来了许多困难。      

江西何魁核电厂水文地质条件研究

为揭示水文地质条件对江西何魁核电厂工程建设的影响,采用水文地质测绘、压水试验、工程钻探与工程地质分析等手段综合分析。结果表明,区内地下水以基岩裂隙水为主,强风化岩体渗透系数为3.945×10-4~5.72×10-3cm/s,为中等透水,中等风化与微风化透水率为主要位于0.63~0.96 Lu(渗透系数为7.00×10-6~1.17×10-5cm/s),属微透水岩体,厂址区的岩体以微透水岩体为主,地下水对混凝土结构均无腐蚀性,地下水水量贫乏,开发利用程度低,水文地质条件简单,工程建设活动对地质环境的影响作用处于可控状态。     

微生物灌浆加固裂隙岩体的渗流特性分析

裂隙岩体的防渗加固是影响工程稳定和安全的关键技术问题之一。在以往微生物加固砂土技术基础上,将微生物加固技术应用于裂隙岩体灌浆加固,研究结果表明,(1) 加固前围压对裂隙岩样的水力开度影响很大,加固后裂隙被碳酸钙沉积物充填,岩样的渗流由裂隙渗流转变为孔隙渗流,单位渗流量和渗透系数由围压和渗透水压共同控制;(2) 微生物灌浆加固后,不同围压和渗透水压力作用下裂隙岩样的单位时间渗流量减小了80.12%～90.04%,渗透系数可达到10–6 cm/s数量级;(3) 裂隙岩样灌浆加固过程中微生物诱导产生的CaCO3沉积物具有较好胶结作用,将劈裂岩样胶结为一个整体,达到了加固防渗效果。研究成果可为裂隙岩体的灌浆加固提供较好的参考。     

温度监测数据在地下水模型参数识别中的应用研究

通过建立试验点水热传导模型,利用分布式光纤测温技术获取高分辨温度观测数据对模型的垂直方向和水平方向的渗透系数进行了校正。经过校正,研究区水平方向渗透系数为1.48×10-4m/s,垂直方向渗透系数为1.34×10-5m/s。研究证明,温度作为一种新的数据来源,对模型模拟及获取水文地质参数信息等方面的研究工作是十分有用的。研究成果可为西部干旱地区"地下水库"可行性研究提供数据支撑,同时,为实现模型数据多源化提供借鉴。     

劈裂式灌浆技术在孤石滩水库闸坝接头段隐患处理中的应用

针对闸坝接头段粘土心墙质量不合格、存在大量裂缝等问题,拟采用充填式灌浆法进行处理,但充填式灌浆试验结果表明：灌浆压力太小,不能灌进浆液。根据闸坝接头段粘土心墙中有2道刺墙、坝基为红色砂岩、溢洪道左侧闸墙等特殊情况,通过白氏“孔底注浆、全孔灌注”劈裂式灌浆的反复试验,表明在常规灌浆压力条件下,对坝体粘土心墙中下部段亦无法灌进浆液;在加强各项观测工作,严格控制坝顶劈裂缝某点最大宽度,使之等于4 cm（规范规定为3 cm之内）,且回弹比大于80 %的条件下,进行了大幅度提高灌浆压力的试验,最终确定中部灌浆段施工灌浆压力为0.15～0.23 MPa,下部灌浆段为0.25～0.40 MPa。结果表明,灌浆效果很好。其一,灌浆1年半后,所灌浆液充填、固结较好,且与周边土体胶结较好,灌浆后粘土心墙质量有所改善;其二,灌浆后至今7年多,经多次洪水考验,闸坝接头段无异常。     

堰塞坝体材料渗透特性及其稳定性研究

堰塞坝是由于崩塌、滑坡、泥石流等形成的天然坝体,不同于人工土石坝,堰塞坝坝体结构松散,颗粒级配不均匀,在较高水头作用下坝体可能发生渗透破坏而导致溃坝,严重威胁下游人民群众的生命及财产安全。由于堰塞坝存在较大粒径颗粒,常规的渗透试验装置难以满足要求,本文研制了直径为60cm的大直径渗透试验仪,进行了不同堰塞坝级配材料的渗透破坏试验,并探讨了堰塞坝体材料渗透特性的主要影响因素。研究发现:（1）堰塞坝材料的渗透破坏形式取决于材料级配,粗颗粒含量较多时为管涌破坏,细颗粒含量较多或粒径缺失时为流土破坏;（2）堰塞坝渗透系数随干密度的增大而减小,主要取决于细料填充粗料孔隙的程度,单独使用不均匀系数或曲率系数不适用于评价渗透系数的变化;（3）基于试验数据提出了用于堰塞坝渗流破坏形式的判别公式,并推导出堰塞坝管涌破坏的临界水力坡降计算公式。     

库水位变化对库岸稳定的影响

澜沧江上某水电站蓄水运行后,库水位的变动对库岸边坡的稳定性有较大影响。以该电站库区的一个库岸为例,根据库水位调度规划及当地水文资料,运用土体渗流理论以及极限平衡方法对库岸边坡进行稳定性分析,同时在灵敏度分析的基础上,研究库岸渗透系数和库水位变化对库岸边坡稳定性的影响。结果表明:在库水位上升阶段,当库岸边坡渗透系数很大时(k=2.5×10-4m/s),库岸地下水位将和库水位同步上升,将降低边坡的安全系数;当库岸边坡渗透系数很小时(k=2.5×10-6m/s),库岸边坡地下水位的上升将滞后于库水位的上升,导致作用在库岸边坡上,有利于库岸边坡的稳定;在库水位下降阶段,当库水位下降速率小于等于库岸边坡渗透系数时,库岸边坡地下水位随着库水位的下降而降低,库岸边坡的稳定性随着库水位的降低而增加;当库水位下降速率大于库岸边坡渗透系数时,库岸边坡地下水位的下降将滞后于库水位的下降,产生动水压力作用于库岸边坡,不利于库岸边坡的稳定。并提出了水库蓄水阶段应尽量保持在2 m/d内的上升速度,水位下降阶段应将水位下降速度控制在1 m/d之内的建议。该研究对水库安全运行具有一定指导作用。     

辽河三角洲湿地表层沉积物渗透系数的研究

该文利用圆盘渗透仪,对辽河三角洲湿地4种不同的生境进行渗透系数的测定,并对4种生境的渗透系数进行老人分析比较,作出辽河三角洲湿地渗透系数的分布状况图。从图上可以看出,辽河三角洲湿地渗透系数值最大值为（3．2～3．4）×10^-3cm／s,平均值为1．5×10^-3cm／s。     

劈裂灌浆对土石坝应力应变和稳定的影响

土坝劈裂灌浆对坝体的应力、应变、稳定的影响很大。采用Duncan-Chang非线性模型,模拟了某土石坝劈裂灌浆的灌浆-停灌施工过程,进行了应力、应变、稳定有限元分析。劈裂灌浆可以同时增大大小主应力,在灌浆轴线附近区域,小主应力增加幅度大于大主应力增加幅度,应力水平较灌浆前降低,土坝稳定性增加。与原型观测资料进行对比分析,表明计算结果与实测资料基本吻合。     

基于离心试验的反倾层状岩质边坡内非贯通性裂缝变形特性分析

坡体内不同部位结构面间岩桥断裂扩展导致了反倾层状岩坡的破坏。为研究坡体内非贯通性裂缝断裂扩展对坡体演化的控制作用,以苗尾水电站右坝肩倾倒变形体为地质原型,开展含多组非贯通性裂缝的反倾层状岩质边坡离心模型试验,分析反倾层状岩质边坡内非贯通性裂缝变形特性。结果表明:（1）坡体内含非贯通性裂缝的岩层断裂最终呈现为裂缝间岩桥贯通、缓倾裂缝与上岩层贯通、陡倾裂缝与下岩层贯通、陡倾裂缝与缓倾裂缝端口处贯通及非裂缝处岩层发生断裂等5类裂缝断裂模式,并以裂缝间岩桥贯通为主要断裂模式;（2）基于断裂力学并结合裂缝断裂叠加原理,主折断面处岩层的不稳定系数在坡高1/3处最小,并向坡脚和坡顶两侧逐渐变大,而应力强度因子由坡高1/3处向坡脚和坡顶处逐渐变小;（3）裂缝的断裂扩展控制着坡体演化,并受裂纹率及裂缝周围的尖端应力场影响较大。在坡体演化初期,以坡体后缘压缩沉降和局部岩层裂缝压剪破坏为主,岩层倾角发生较大变化,呈现由坡体上部往下逐级变大的趋势;演化中期,坡体后缘裂缝扩展形成主折断面,坡体中上部岩层角度变化较大,裂缝断裂数目的继续增加;演化末期,裂缝断裂数目保持平稳,主要以断裂岩层的位置重分布为主要变形特征,次级折断面形成,破碎岩层之间进一步被压缩,坡体进一步发生失稳破坏。     

确定含水层渗透系数的冲击试验方法

运用Hvorslevr冲击试验方法测定CIRP试验场地下研究设施(URF)试验含水层的渗透系数。由于含水层厚度小、富水性差,正在进行核素迁移试验,以及操作空间有限,因此不能进行抽水或注水试验,同时考虑到试验范围较小,故采取冲击试验求含水层的渗透系数。含水层介质为亚粘土,隔水底板距URF底板面约6m。试验的冲击量小,可以忽略URF内南部含水层对试验结果的影响。试验钻孔的孔径和井管内径相近,减小了钻孔结构对试验结果的影响。试验结果(472×10-4、658×10-4cm/s)与采用自URF内试验含水层的未扰动土柱所作的室内渗透试验结果(41×10-4～82×10-4cm/s)在同一数量级。     

紫山灰坝迎灰坡裂缝成因分析及灌浆防治对策

因曝气池漫顶溃坝,使紫山灰坝排渗盲沟和迎灰坡无砂混凝土面遭到局部破坏,造成排渗盲沟出口处排水量增大,有时漏灰,在排渗盲沟进口处灰面出现漏水漏灰漏斗,先在无砂混凝土面(刚性体)、后在迎灰坡坡面(柔性体)出现多条裂缝。分析产生裂缝的原因是由滑坡形成的,在实施临时抢险保坝措施和选择防治方案前提下,做了充填式灌浆可行性试验,从而对裂缝进行了灌浆处理,随后接受了当年夏季特大暴雨的考验,至今该坝运行正常。灌浆效果很好。     

硬梁包水电站近坝库岸金蝉坡稳定性分析

硬梁包水电站地震地质背景复杂,闸址区50年超越概率10%,基岩水平地震动峰值加速度达260cm/s2。金蝉坡滑坡位于库区左岸,近坝约1.4km,水库蓄水后将淹没其坡脚,受库水消落及掏蚀等作用下,在水库蓄水和地震等工况下存在复活失稳可能,对大坝及其对岸移民安置点存在较大影响。本文对其稳定性进行了分析评价,并提出了工程治理措施建议。     

巴东县城白土坡裂隙岩体等效渗透系数数值分析

对三峡库区巴东县城白土坡岩体的裂隙进行了详细的野外调研与系统测量,根据裂隙网络模拟技术Monte Carlo法,使用VB语言编制了裂隙网络计算模型生成程序,对白土坡岩体的裂隙分布进行网络模拟。将裂隙网络模拟成果导入离散元稳定流渗流分析模块(UDEC),生成裂隙网络数值模型,通过对模型周边设置定水头边界并提取边界上裂隙的流量,然后根据立方定理和Darcy定律对白土坡岩体的等效渗透系数进行了求解分析。数值分析结果表明:巴东县城白土坡裂隙岩体等效渗透特征单元体REVK=20 m×20 m;等效主渗透系数最大值为K1=1.15×10-4m/s,最小主渗透系数为K2=8×10-6m/s;主渗方向与岸坡倾向水平反方向的夹角为-40°左右。