某水工隧洞裂隙岩体高水头作用下的渗透性试验研究

结合某抽水蓄能电站高压引水隧洞裂隙岩体的高压压水试验、常规压水试验和室内试验,分析了裂隙岩体在高水头条件下渗透流量与压力关系所反映的岩体渗透特性变化规律;在定量计算基础上探讨了裂隙岩体渗透系数与压力的相互关系。通过对比高压压水试验、常规压水试验和室内试验得到的渗透系数,分析了环境应力状态和压力变化对渗透系数取值影响的原因。研究结果表明,高水头作用下裂隙岩体的渗透系数明显大于低水压条件下的渗透系数,室内试验渗透系数因应力解除影响而大于原位压水试验渗透系数值。     

泥质软岩地基水平抗力系数研究

通过室内水平静载试验和数值模拟对泥质软岩地基水平抗力系数的比例系数m进行研究,给出m值参考值,并讨论了影响地基岩土m值的因素,研究结果表明：试验所用的南宁盆地第三系泥岩m值取值范围为17～35 MN/m4,桩径大时取小值,埋深大时取大值;用ANSYS模拟水平静载试验,计算出的m值与室内试验值十分接近,可为今后数值计算m值提供参考。经分析m值的影响因素后认为适当增加桩的埋深、控制岩土含水率及提高混凝土的浇灌质量等可以提高m值     

尾矿砂土渗透系数与其埋深之间的关系分析

通过对四川马家田尾矿的渗压试验，进行尾矿孔隙比、上履土压力和渗透系数的拟合分析，建立了尾矿的孔隙比与上覆土压力，渗透系数与孔隙比和渗透系数与上覆土压力三种数学关系，并进一步提出了尾矿的渗透系数与其埋深的数学模型，该模型适用于尾矿堆积坝和土石坝的渗透系数取值。     

SBPT测定饱和黏土不排水强度的数值分析

自钻式旁压试验（SBPT）因其扰动小、测试深度大、可以获得应力-应变、超孔隙水压力-时间等数据,在确定地基土性参数和地基承载力上有广阔的应用前景。然而由于用以解释SBPT的柱孔扩张理论（Gibson解）所采用的平面应变假设与实际旁压腔几何特征存在差异,导致试验所确定的黏土不排水剪切强度su与其他原位试验或室内试验结果存在差别。针对旁压腔几何尺寸及应变区间的选择对确定su的影响,基于修正剑桥模型,采用低渗透系数控制加载过程中不排水条件,利用有限元法模拟SBPT,建议了不同应力历史下确定su的应变区间,并给出考虑几何尺寸影响时相应应变区间上su的修正系数。     

破碎、较破碎岩体渗透系数与埋深关系的研究——以某石灰石矿山为例

岩体的渗透性与其埋深关系紧密,一般表现为岩体的渗透性随埋深增加而逐渐减小的规律,本文开展破碎、较破碎岩体随单一埋深关系的渗透系数研究,采用负指数相关性模型和幂次函数模型对丽江古城某石灰石矿山在地表浅部55 m深度范围进行的5次压水水样数据进行拟合相关模型计算参数,发现幂次函数模型的相关性(R=0.916 5)比负指数模型相关性(R=0.884 2)优越。并根据拟合参数与CHEN Y F(2018)通过我国西南地区12个大坝上万组注水试验数据得出的拟合参数进行对比,得出基于常数头注水试验在地表以下较浅深度段的渗透系数可以代替地表渗透系数,采用多段不同埋深渗透系数拟合K₀时宜采用负指数相关模型,确定地表渗透系数后或已知地表渗透系数的情况下宜采用幂次函数模型预测不同深度渗透系数。     

盾构施工引起地表固结沉降问题的研究

将隧道周围土体视为均质连续各向同性的饱和弹性介质,采用保角变换的方法将含有隧道的半无限平面映射为同心圆环计算域。根据Terzaghi-Rendulic二维固结理论,建立隧道在不透水的情况下周围土体超孔隙水压力分布的控制方程。然后,采用分离变量法计算得到土体超孔隙水压力分布的解析解,最后,根据弹性理论计算得出隧道中线上方地表固结沉降的计算公式。结合算例,分析盾构施工扰动程度、土体渗透系数、土体弹性模量及隧道埋深等因素对隧道中心上方地表处固结沉降的影响。研究结果表明,地表固结沉降的增加值与隧道外侧初始超孔隙水压力值C0的变化量成正比例关系,施工扰动程度越大所引起的固结沉降越大;土体的渗透系数越大固结沉降速度越快,但土体的渗透系数与最终的地表固结沉降量无关;土体的弹性模量越大,最终的地表固结沉降量越小;隧道埋深越深,地表固结沉降所需时间越长,最终的地表固结沉降量也越大。     

关于地热井抽水试验中“井损”的一些探讨——以河北省安国市代表性地热井为例

抽水试验是确定含水层水文地质参数最常用的技术方法,在水文参数计算中必须考虑井损问题。以河北省安国市地热井为例,进行该井为抽水孔进行单孔三降深抽水试验、并带两个观测孔的孔组抽水试验,通过采用不同的稳定流公式对该地热井进行渗透系数的计算对比,并利用三种井损计算公式对该孔的井损值进行计算分析,同时探究了井损的相关影响因素。结果可知：水文地质参数单孔降压试验计算中若不扣除井损值,则求得渗透系数明显偏小。采用单孔三降深实测降深值计算的渗透系数过小。一般经常采用抛物线方程法、三次曲线方程法两种井损计算法。对不同地区、不同热储的代表性地热井进行应用对比可见,单孔三降深试验采用稳定流公式计算时必须要消除井损后再进行参数运算,采用抛物线法计算的渗透系数整体比采用三次曲线方程计算的结果偏大,抛物线法计算的渗透系数更能反应地层真实渗透能力。影响井损的因素主要有一般有井径、成井结构、滤料层的有效粒径、洗井质量(洗井不彻底井损值占比就大)及成井工艺,同时含有较多的随机因素。     

降水入渗补给系数分析研究

本文运用均衡实验站各观测系统的实验数据和资料,根据水均衡原理和"三水"转换关系,通过包气带蓄水库容有效作用分析,阐明了包气带蓄水库容和复蓄的概念,说明了包气带对土壤中水分调节作用的机理.通过对前期影响雨量系列的分析,建立了降水与入渗补给系数之间的关系,得出了降水入渗补给系数计算思路和取值公式,同时就降水入渗补给系数和地下水埋深的关系进行了探索.     

井损对水文地质参数计算的影响

通过分析抽水试验过程中井损产生的原因及确定方法,运用水位动态变化过程中的井损计算方法,对乌兰陶勒盖水源地WL6号孔的抽水试验资料的井损计算程序进行了说明,并提出了该水源地理想降深与实际降深的经验公式。利用Aqui Test软件,分别计算了忽略井损和考虑井损两种情况下潜水(承压水)抽水井渗透系数及给水度(贮水率),从计算结果来看,计算井损、修正降深所得的各参数的值要比不考虑井损的值大;井损对潜水的抽水试验资料的影响要比承压水的大。     

确定堤坝工程地基渗透系数的敏感分析法

堤坝工程中地基渗透系数的选取具较大随机性, 为了解决这个问题, 采用敏感性分析理论建立了求解渗透系数敏感性因子的数学模型, 该模型在河南省燕山水库水利工程中的应用表明: 覆盖层渗透系数的敏感性最大(> 10-2), 设计应取试验值的大值; 其他部分渗透系数的敏感性相对较小(10-6~10-3), 设计中可取试验值的均值; 对于防渗设施, 只要达到一定密实度, 再降低其渗透系数, 防渗效果不会再有明显改善      

地下热水回灌过程中渗透系数研究

地下热水回灌是处理地热开发利用中所引发的热储层压力降低和弃水污染环境等问题的有效方法。第三系热储层的回灌过程中，由于物理阻塞和化学阻塞，导致热储层的渗透性下降。回扬可在短时间内消除或缓解堵塞问题，提高回灌效率。将利用回灌试验数据求得的渗透系数进行回归，得到渗透系数衰减方程。用数值方法模拟渗透系数对回灌的影响，对比渗透系数为常数与渗透系数变化两种情况，结果表明渗透系数衰减是第三系回灌能力下降的主要原因，渗透系数是影响回灌的重要因素。     

渗透系数空间变异性研究

水文地质参数的空间变异性是随机理论研究的基础,而渗透系数是最为重要的水文地质参数。国外有关渗透参数空间变异性的研究工作已开展很多,但渗透系数究竟服从什么分布目前尚无确切答案。利用Borden含水层试验数据,对渗透系数的空间变异性进行探讨,结果表明若处理方法得当,渗透系数应服从对数正态分布。同时,还对今后野外开展含水层渗透系数空间变异性试验研究提出几点建议。     

含水介质各向异性对渗透系数空间变异性统计的影响

针对目前渗透系数实测样本假定满足各向同性的局限,以Borden含水层试验场实测数据为例,通过反证法进行相关数据分析,总结了含水介质各向异性对渗透系数空间变异性统计的影响,并指明渗透系数各向同性假设的适用条件以及不合理之处。同时相应地给出了研究尺度下渗透系数场能否采用平稳随机场描述的判定依据。最后为今后进一步开展渗透系数空间变异性研究提出几点建议。     

Relationship between hydraulic conductivity of karst collapse column and its surrounding lithology

Groundwater inrush from karst collapse column (KCC) is a serious water hazard in North China. The factors determining the hydraulic conductivity of KCC remain unclear. This study analyzes the hydraulic conductivity of two KCCs from the same coal mine region and one KCC from different strata and statistically compares lithology-related data for KCCs from 11 coal mines in North China. Finally, we calculated the probability of the hydraulic conductivity of KCC and compared these calculations with field data. The results indicate that the hydraulic conductivity of KCC is mostly affected by surrounding lithology formation and closely correlated with mudstone content. When the thickness ratio of mudstone in the surrounding strata is less than 0.5, the hydraulic conductivity of KCC is more likely to be permeable. This observation of the mudstone thickness ratio provided here can be used as a criterion to qualitatively assess the hydraulic conductivity of KCCs.     

土壤非饱和导水率模型中参数的敏感性分析

针对邵明安根据再分布过程得出的非饱和导水率模型,对其中参数的敏感性进行分析,通过实测资料计算非饱和导水率对不同参数的敏感度,对比参数对非饱和导水率的影响程度。研究表明采用线性关系表示土壤湿润剖面的平均湿度和湿润锋处湿度之间的关系时,非饱和导水率对参数的敏感性比其他参数高得多。     

Integration of Tracer Test Data to Refine Geostatistical Hydraulic Conductivity Fields Using Sequential Self-Calibration Method

On the basis of local measurements of hydraulic conductivity,geostatistical methods have been found to be useful in heterogeneity characterization of a hydraulic conductivity field on a regional scale. However,the methods are not suited to directly integrate dynamic production data,such as,hydraulic head and solute concentration,into the study of conductivity distribution. These data,which record the flow and transport processes in the medium,are closely related to the spatial distribution of hydraulic conductivity. In this study,a three-dimensional gradient-based inverse method-the sequential self-calibration (SSC) method-is developed to calibrate a hydraulic conductivity field,initially generated by a geostatistical simulation method,conditioned on tracer test results. The SSC method can honor both local hydraulic conductivity measurements and tracer test data. The mismatch between the simulated hydraulic conductivity field and the reference true one,measured by its mean square error (MSE),is reduced through the SSC conditional study. In comparison with the unconditional results,the SSC conditional study creates the mean breakthrough curve much closer to the reference true curve,and significantly reduces the prediction uncertainty of the solute transport in the observed locations. Further,the reduction of uncertainty is spatially dependent,which indicates that good locations,geological structure,and boundary conditions will affect the efficiency of the SSC study results.     

利用RQD估算岩体不同深度的平均渗透系数和平均变形模量

渗透系数是进行裂隙岩体渗流模拟的必备参数,变形模量是工程岩体数值模拟的必备参数。大量研究中忽视了渗透系数和变形模量随深度变化这一重要规律,从而影响模拟结果的可靠性。为此,探讨了利用极易获取的RQD（岩石质量指标）资料估算不同深度的渗透系数和变形模量的可行性。通过以某花岗岩体为例,研究发现,RQD均值随深度增大,渗透系数均值随深度减小,其相关性很好。因此,利用RQD估算不同深度的平均渗透系数是可行的。根据RQD随深度的变化,利用经验公式估算了不同深度的变形模量均值和变化范围。估算得到的变形模量与实测结果基本一致。     

Hydraulic conductivity prediction based on grain-size distribution using M5 model tree

The hydraulic conductivity, K_s, is one of the most important hydraulic properties which controls the water and solute movement into the soil. It is measured on soil specimens in the laboratory. On the other hand, sometimes it is obtained by tests carried out in the field by a number of researchers. Therefore, several experimental formulas have developed to predict it. Recently, soft computing tools have been used to evaluate the hydraulic conductivity. However, these tools are not as transparent as empirical formulas. In this study, another soft computing approach, i.e. model trees, have been used for predicting the hydraulic conductivity. The main advantage of model trees is that, unlike the other data learning tools, they are easier to use and represent understandable mathematical rules more clearly. In this paper, a new formula that includes some parameters is derived to estimate the hydraulic conductivity. To develop the new formulas, experimental data sets of hydraulic conductivity were used. A comparison is made between the estimated hydraulic conductivity by this new formula and formulas given by other’s researches.