边坡岩体疏干巷道排水动态过程的数值模拟

渗流数值计算是岩体排水设施和仿真模拟、动态分析、效果评价及预测的有效工具。应用边界元数值方法模拟研究了巷道疏干边坡地下水的动态过程。结果表明,岩体的渗透系数张量、可疏干孔隙率对疏干排水效果及其动态过程变化产生显著影响。同时可见边界元数值方法模拟断面尺寸较小的排水设施时,十分有效。      

填埋场连续型排水结构中最大饱和深度的计算

确定填埋场中的最大饱和深度是进行渗滤液导排系统设计的关键技术参数。针对倾斜场地上的连续型排水结构,基于流量连续条件、Dupuit假设与扩展Dupuit假设,在稳态渗流下,分别建立了浸润线方程,采用数值方法进行计算。通过变动参数计算与分析表明,当场地坡度小于10％时,可采用Dupuit假设下的计算方法进行计算。对于采用土工排水网的连续型排水结构,土工排水网导水率与场地坡度为控制填埋场最大饱和深度的重要因素;保护层渗透系数与入渗率对于控制排水系统的排水效率具有不可忽视的作用。同时比较了水平场地上的锯齿型与连续型排水结构的排水效率,表明前者优于后者。     

井点排水设计应注意的几个问题

本文主要介绍在井点排水设计中,对选用渗透系数和计算干扰量、影响半径应注意的问題,提出一些看法。     

不同方法求解疏排水引起的地面沉降对比研究

地下水开发利用和疏排水过程引起的地面沉降是一个渗流场与应力场耦合的过程。基于算例模型,分别采用目前常用的基于渗流-沉降分步计算的土力学经验公式、渗流-沉降部分耦合的GMS软件中SUB模型以及目前少用的基于渗流-沉降全耦合的COMSOL Multiphysics模型对疏排水引起的地面沉降量进行了计算。对比不同方法计算结果表明,COMSOL Multiphysics计算疏排水引起的地面沉降可行且计算结果较经验公式法、GMS中SUB模型的结果更为合理、更符合实际沉降特征。在此基础上,采用COMSOL Multiphysics和GMS中SUB模型对比研究了不同渗透系数对地面沉降计算的影响,结果进一步验证了COMSOL Multiphysics求解疏排水引起地面沉降的可靠性。     

充水节理岩体中大断面隧洞开挖的数值模型研究

采用非饱和的渗流应力耦合模型分析了糯扎渡水电站2#导流洞的开挖过程,导流洞部分洞身穿过节理带,洞顶水头较高。详细地讨论了高水头和节理带对施工过程的影响。节理带采用描述高密度平行节理组的各向异性节理本构来逼近;考虑开挖引起的介质变形对渗透系数的影响;考虑排水引起的饱和度变化对渗透系数的影响。所用的非饱和瞬态耦合模型可以模拟出开挖引起的EDZ区域孔隙水压力急剧升高、有效应力减小、渗透系数动态的变化以及排水对洞室稳定性的提高。数值模拟的计算结果与国外类似试验的一般性观测结论相吻合,因此,可以用来评价水位以下隧洞施工方法和施工速度的合理性和经济性。     

基于抽水试验的土体渗透性耦合响应模型研究

土体中大量降排水的过程实际上是土体中有效应力增长的过程。通过对抽水试验中土体渗透系数的回归分析,建立了渗透系数与有效应力增量之间的耦合响应模型关系,说明降排水过程中土体渗透系数是呈非线性变化的。     

用排水资料确定潜水蒸发参数

本文通过对水平排水地段的地下水在蒸发及排水双重作用下的回降过程所进行的水动力学分析,建立了以排水地段实测地下水回降过程资料为依据的求解潜水蒸发参数的数学模型,该模型在计算机上采用多维全范围搜索法。不仅可以计算得出潜水蒸发指数 n 及停止蒸发深度△.并且还可以计算求得含水层的渗透系数 K 值。     

黄土地区边坡虹吸排水孔间距优化

为使虹吸排水技术在黄土地区边坡应用中取得更好效果,考虑黄土各向异性进行虹吸排水孔间距设计,基于Neuman理论,利用土质渗透系数差异程度考虑黄土各向异性渗流规律,引用拦截比的概念,并结合降深与影响半径的关系,推导出了一种适合各向异性土体的虹吸排水间距解析解。结果表明：虹吸排水孔间距不仅与渗透系数和降深相关,还与竖向渗透系数与水平渗透系数之比有着较大的关系。在黑方台黄土地区的实际工程案例中,0.4 m为虹吸排水孔的最优间距。数值模拟及解析计算表明,单排排水孔间距在0.4 m的情况下拦截比为49.7%,满足工程实际要求。     

未打穿散体材料桩复合地基固结简化解研究

利用平均固结度普遍解,将未打穿散体材料桩复合地基转化为等效双层地基,推导出未打穿散体材料桩复合地基固结简化解,给出其平均固结度计算简化公式。根据简化解、现有解和有限单元法编制程序,绘制考虑贯入比、桩体渗透系数、土体扰动区渗透系数和土体扰动区影响因子等因素对固结的影响曲线图,分析了各因素对未打穿散体材料桩复合地基固结性状的影响,并对3种计算方法所求出的平均固结度进行了比较研究,进而探讨了简化解的适用性。研究结果表明,无论是在单面排水还是在双面排水条件下,简化解求出的平均固结度总体上是介于现有解和有限单元法二者之间,尤其在固结过程的“中后期”（即固结度≥50%时）。从实用角度来看,简化解的计算结果具有足够精度,且简便、实用;在各种影响因素中,散体材料桩长度和桩体渗透系数对固结过程的影响最大。     

用多元回归分析从试井求得的平均渗透系数提取单层参数信息的方法

本文提供一种从试井求得的平均渗透系数回算每个单层渗透系数的方法。井的试验,无论是为供水、排水或工程建设目的的常规试井,还是为热田开发目的的专门性地热试井,其首要任务是确定含水层或热储层的各项参数,其中最主要者为地层的渗透系数K。     

潮汐作用下淤泥路基固结变形特性研究

淤泥类软土的广泛分布是沿海地区高速公路建设中普遍遇到的岩土工程问题。海滩区淤泥长期受周期性的波浪和潮汐作用,在淤泥路基排水固结处理前,为便于施工,一般在两侧填筑围堰,并修建反压护道,波浪作用被阻隔,而潮汐通过排水层进入淤泥路基顶面,对淤泥路基的排水固结过程产生重要影响。基于海滩区淤泥路基中反压护道和潮汐的作用,建立了平面应变砂墙路基有限元计算模型。根据现场实测资料反算砂井路基水平渗透系数,并将三维砂井路基转换成平面应变砂墙路基,确定了转换后的等效渗透系数。计算结果表明潮汐、反压护道等对淤泥路基排水固结过程有显著影响。     

哈尔滨高等级公路路基沉降监测反分析

本文应用双曲线配合法对哈尔滨高等级公路路基实测沉降进行了分析，推算了地基的最终沉降量，并由此用太沙基方法反算出地基中粘土层的平均固结系数和渗透系数。把用本文方法推算的渗透系数应用于太沙基方法计算路基沉降，发现比选用实验室测得的渗透系数计算的结果更接近实际沉降。通过本次反分析研究得出：路基中粘性土的固结系数和渗透系数明显高于室内土工试验测得值。这给相似地基高等级公路的设计、施工提供了参考依据。     

渗流与抗滑桩的抗滑稳定性分析

在分析滑坡体水力条件的基础上,指出由于抗滑桩的施工,滑坡体的自然排水通道受阻,导致边坡地下水位的抬高,因而可能会对滑坡体构成新的威胁;讨论了抗滑桩对滑坡体的渗透性影响与滑坡体在抗滑桩作用下的稳定性分析,同时给出了简化条件下抗滑桩桩体部位的渗透系数计算方法。某水利枢纽工程利用抗滑桩和混凝土挡墙加固滑坡体,稳定性计算结果表明抗滑桩的阻渗作用对于滑坡体的稳定性具有较大影响,有必要对坡面坡体进行合理的疏排水处理。     

渗流场与应力场的完全耦合模型及其在深基坑工程中的应用

根据抽水试验观测资料，提出了土体渗透系数与有效应力的非线性耦合响应模型。建立了基于比奥固结理论、邓肯-张E-μ非线性本构关系和渗透系数非线性耦合响应关系的完全耦合分析模型，并对深基坑降排水及开挖过程中的土体渗流场与应力场进行完全耦合分析，预测了相应的土体变形。     

淤泥堤基上粉细砂排水垫层特性研究

在工程实践中,排水垫层厚度、渗透系数等设计参数高度依赖经验,建筑规范[1]认为粉细砂不宜用于排水垫层。结合上海某围垦工程粉细砂排水垫层的实践与原位观测成果,借助于非线性有限元,对粉细砂排水垫层的特性进行研究,探讨垫层渗透系数、厚度、长度以及堤身相对透水性等主要因素对地基固结排水的影响。在此基础上,提出以导水系数作为垫层设计控制参数,并提出可以考虑以上几个主要因素的垫层设计公式,可为粉细砂取代中粗砂用于垫层设计及施工提供了技术支持。实践证明淤泥地基上利用粉细砂充填土工管袋作为排水垫层是可行的。     

利用多孔压水试验资料计算裂隙岩体的渗透系数张量

本文从渗透系数张量的数学定义出发,分析了方向渗透系数与渗透系数主值之关系。提出了利用多孔压水试验资料计算裂隙岩体的渗透系数张量的方法。该方法简单、实用,具有广泛的应用价值。     

西部公路路基内部排水效果模拟研究

以半挖半填路基为例，讨论了各类地质单元与路基系统的作用及路基系统内部地下水运动特征，着重分析了地下水对路基边坡稳定性的控制作用，通过敏感性分析，阐明了降低路基边坡地下水位的必要性，研究了地下水对路基系统的作用机理；建立了路基排水的数学模型，对影响路基排水的降雨强度、渗沟间距、排水时间等因素进行了敏感分析；通过对路基系统渗透系数、入渗系数、降雨量及初始水头的不同取值，运用Modflow软件对排水效果进行了模拟；通过工程实例，验证了路基排水设计方案的合理性。     

利用测井方法估算渗透系数

利用煤田测井中的声波时差测井、密度测井及中子测井,可以有效的求出岩层的孔隙度,根据水力学中确定渗透率与孔隙度关系的卡门公式,以经验估算渗透率,进而计算渗透系数。以内蒙古胜利煤田东二露天矿含水层的渗透系数计算为例,测井参数估算含水层的渗透系数与传统的专门水文孔法确定的渗透系数比较接近,仅个别误差较大（44%）。实例表明,测井方法计算的渗透系数相对偏大,另外埋深浅的地层渗透系数误差相对较大。可见利用测井参数基本能够估算出渗透系数,反映其含水层的渗透性能。     

某水源地渗透系数K值计算的探讨

本文通过某水源地参数计算实例探讨渗透系数K值,以单孔抽水试验和多孔抽水试验、稳定流和非稳定流抽水试验数据采用不同公式计算方法,探讨渗透系数K值的计算与选用问题.     

填埋场排水层淤堵条件下渗滤液最高水位研究

在Rowe和Fleming提出的用以计算淤堵时间简化模型的基础上,针对填埋场排水层淤堵时空分布特征,合理地作了进一步假设和推导,得到了可以反映淤堵发展的简化模型,推导出了排水层渗透系数的变化规律。采用水量平衡的单元分析方法,建立了淤堵条件下最高水位计算模型,获得了排水层最高水位深度的计算方法,并与稳态、瞬态方法进行比较。结果表明,无淤堵时得到的结果与瞬态结果一致,且都趋于稳态结果;淤堵较严重时水位受到显著影响,必须考虑淤堵。通过参数分析发现,前期渗透系数越小（后期越大）、排水距离越长、入渗速度越快、离子浓度越高,则淤堵对水位的影响越严重,同时提出考虑淤堵条件下改进排水系统的设计建议。