降雨及地下水对边坡稳定性动态影响的初步研究

论述了降雨及地下水对边坡稳定性的动态影响及作用特征。这种影响特征具有典型的周期性和滞后性，通过对坡体地下水位的动态模拟，取得了边坡稳定性随时间而变化的规律认识。     

地下水对库岸边坡稳定性的影响

针对库岸边坡在库水位陡降时易发生失稳破坏这一特点,分析了地下水引发库岸边坡失稳的机理,指出在地下水作用下,边坡岩土物理力学性质恶化、库水浮托力以及坡体内渗透力是影响库岸边坡稳定性的重要因素,给出了考虑地下水影响的库岸边坡稳定性计算公式。对三峡库区的某边坡工程进行了分析,结果表明：边坡岩土体介质因饱水软化作用,其滑动面的力学参数值降低;库水浮托力在某种程度上有利于边坡的稳定。当库水位陡降时,坡体内产生较大的渗透力是导致边坡失稳的一个很关键的原因。同时指出,在进行库岸边坡治理设计时,采取合理的防冲刷、反滤及疏导措施,能有效地降低地下水对边坡稳定性带来的消极影响。     

深基坑地下水控制技术研究

地下水对深基坑本身安全及周围环境都产生重要影响,由于地下水控制不当,深基坑事故时有发生.提出了管井降水井点适宜布置形式,根据周围环境要求提出了防渗帷幕的结构形式、考虑周围环境的允许沉降确定帷幕深度、帷幕厚度计算方法以及水平帷幕的最佳结构形式;降水和防渗帷幕相结合应是深基坑地下水控制的最佳方案.     

库水位等速上升作用下岸坡地下水浸润线的计算

大量研究表明,地下水对边坡稳定性起着决定性作用.在边坡稳定性计算地下水位时,浸润线位置的确定尤为重要.本文从一维非稳定渗流运动的基本微分方程出发,建立库水位上升作用下坡体内浸润线计算模型,通过拉普拉斯变换,推导出浸润线的计算方程.利用抛物线模型推导出平均含水层厚度的计算公式.     

边坡岩体中地下水优化排水机理研究

基于对岩体边坡中地下水的存在性态及怍用机理分析,提出了实用排水模型;建立了排水微分控制方程,通过敏感性分析求解此方程得到岩体中地下水的优化排水方向。此成果在岩体边坡及洞室中地下水渗流、库岸边坡岩体中地下水的有效排泄、岩体滑坡有效排水等方面具有重要的实用价值,丰富了岩体水力学及山地灾害学的科学内涵。     

苗尾水电站赵子坪岸坡变形失稳的地下水动力作用分析

库水位变动是诱发库岸边坡变形失稳的主要因素。为探究库水位变动下倾倒变形岩体破坏后形成的堆积体斜坡的地下水动力作用,以云南澜沧江的苗尾水电站赵子坪滑坡为研究对象,通过现场地质调查和勘探确定了滑坡形态和坡体结构特征;再结合监测数据深入分析了滑坡在地下水动力作用下的变形失稳机制,并基于非饱和土力学理论和有限元法对其失稳机制进行进一步验证。结果显示:赵子坪岸坡为原始倾倒岩体变形破坏后上部强倾倒岩体沿着折断面发生滑动而形成的堆积体斜坡,内部呈层状堆积的片石表明其还保留了部分倾倒岩体的结构特征。水库蓄水后,由于松散的倾倒堆积体为库水渗入坡体创造了良好的条件,地下水位随库水位升高而快速升高,导致孔隙水压力增大而滑坡阻滑段有效应力减小,从而造成稳定性降低,滑坡易沿着由倾倒折断面演化而成的基覆界面发生滑动破坏。     

边坡岩体中地下水优化排水机理研究

基于对岩体边坡中地下水的存在性态及作用机理分析 ,提出了实用排水模型 ;建立了排水微分控制方程 ,通过敏感性分析求解此方程而得到岩体中地下水的优化排水方向 ,此成果在岩体边坡地下水渗流、库岸边坡岩体中地下水的有效排泄、岩体滑坡有效排水等方面具有重要的实用价值 ,丰富了岩体水力学及山地灾害学的科学内涵     

沧州市降水量变化对浅层地下水的影响

对沧州市1990-2010年的降水量和地下水资料分析发现:沧州市大气降水是浅层地下水的主要补给水源,地下水水位年际变化与降水年际变化趋势相一致,但年内变化趋势不一致。年降水量在320 mm以下或汛期降水量在240 mm以下,该年地下水采补平衡,地下水得不到抬升。年降水量少的年份当地农业生产等用水更依赖于开采地下水,降水量偏少和超量开采则是造成沧州市浅层地下水漏斗区逐年发展扩大的主要原因。     

矿区地下水供排结合的数学模型与实例

根据我国矿井突水与矿区供水资源不足并存的现实,本文提出了利用浅排供水辅助矿井疏降的概念。推导了中国北方矿区薄层石灰岩出水、奥陶系越流补给条件下含水层水位对抽水量的单位脉冲响应函数的求法;构造了有约束的线性、非线性多目标最优化问题的求解方法,并在上两步基础上建立了矿区地下水供排结合最优化模型。文中最后利用所建模型对焦作矿区九里山矿供排结合问题进行了试算,提出了满足当时条件下的最佳水量分配方案。     

新疆塔里木河流域地下水资源合理开发利用研究

通过分析干旱区地表水与地下水转化关系及特性,提出塔里木河流域地下水资源合理利用的见解：一是地下水只能作为干旱区农业灌溉的辅助水源;二是农业灌溉应主要开采灌区内的浅层地下水;三是绿洲与沙漠过渡带的地下水不宜开采;四是随着高效节水的发展地下水补给量将逐步减少,开采规模要适应补给条件的变化。塔里木河流域地下水资源的开发利用要以提高灌区水资源利用效率为目标,要与盐碱地治理、节水灌溉、提高农业供水保证率相结合,提出了塔里木河流域地下水资源合理开发利用的对策。     

海水入侵水质变化模拟实验研究

通过模拟海水入侵地下水过程的实验,研究了青岛地区海水对不同土壤浸泡上清液中各种元素的变化,得出了海水入侵过程中常规离子如Cl-、HCO3-、P和Ca2 的变化规律。与此同时,海水含有一定量重金属。在与不同土壤浸泡过程中,实验中分析了Ni、Cd、Cr、Pb、Cu、Mn和Zn共7种元素。上清液中Ni、Cd和Zn浓度增加,Pb、Cu和Cr的浓度略有降低或基本不发生变化。用饮用水和蒸馏水分别与不同土壤浸泡作参比实验,上清液中各种元素基本不发生变化。浸出液中基本上不含重金属。另外,应用海水、饮用水和蒸馏水与不同土壤浸泡时,所有上清液中均未检测出Mn元素。因此,海水入侵过程中,地下水不仅变咸,也使地下水重金属增加。     

地下水在引发边坡病害中的作用

人们普遍认为由于地下水的浸泡降低滑带土的抗剪强度值是导致边坡失稳的内部机制.文章以云南元磨公路边坡为实例,对其进行了探究,发现病害边坡主要滑带土的天然含水量与其剪切试验所得的内聚力和内摩擦角之间并没有明显的线性关系.于是,文章采用极限平衡方程从理论上论述了地下水在边坡失稳过程中的力学作用,并对比边坡开挖前后入渗系数值的变化幅度,揭示出工程活动与降雨共同对边坡破坏的作用机制.     

基于模拟试验的强降雨条件下花岗岩残积土斜坡滑塌破坏机理分析

以东南沿海地区花岗岩残积土为代表性土样,以土体斜坡坡度、降雨强度为控制变量,设计了降雨滑坡模拟试验方案,在大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨等四种不同降雨等级条件下对四种不同坡度的斜坡模型进行了强降雨模拟试验,研究降雨强度和斜坡坡度对其滑塌破坏的影响特征。结果表明：降雨强度越大,发生深层破坏或浅层整体破坏的趋势越明显,其变形跨塌滑块尺寸越大,破坏范围越集中,破坏程度增强;同时土体裂纹出现的时间越早,斜坡滑塌破坏所需的降雨时长逐渐减少。随斜坡坡度的增大,破坏形式由滑落滑坡逐步转化散落崩塌破坏,其相应斜坡滑塌破坏所需的降雨时长减少。研究结论对揭示降雨引发残积土滑坡等地质灾害发生规律具有重要的理论和现实意义。     

基于数值模型的地下水污染预警方法研究

地下水是中国许多城市主要的供水水源,目前中国部分城市地下水已受到不同程度的污染,导致地下水资源供需矛盾日益突出。进行地下水污染预警是保护地下水资源的一个有效措施,当前国内外相关研究刚刚起步,有关预警理论、方法和技术框架仍未形成一套完善的体系。本文简述了地下水污染预警的研究现状及存在的不足,并以中国北方某铬渣场地为例,根据当地的水文地质条件,利用数学模型建立了地下水污染预警模型,给出了不同等级的地下水污染预警分区,研究结果可为当地地下水污染防治和地下水污染控制规划提供科学依据。     

悬臂抗滑桩加固边坡地震动力响应模型试验研究

为研究悬臂抗滑桩加固边坡的地震响应和抗滑桩桩身弯矩分布规律,利用北京工业大学结构实验室的大型振动台进行悬臂抗滑桩加固边坡模型的振动试验。在试验过程中,输入汶川地震重华镇波,记录边坡不同位置加速度的时程变化,并作对比分析,采集抗滑桩桩身的应变,用于分析桩身弯矩分布。结果表明,地震过程中边坡内部加速度自下而上逐渐放大,边坡顶部放大效果达到最大;悬臂抗滑桩的加固效应和桩间土体成拱作用使附近土体的动力响应受到限制;抗滑桩的嵌固端与悬臂部分分界面随着地震波的输入应变急剧增大,而悬臂部分随着高度增加应变减小,反映了悬臂抗滑桩弯矩的“凸”形分布规律。     

岩溶地下水环境微生物信息技术应用研究进展

岩溶含水层特有的非均质性使其微生物群落具有多样性,微生物信息技术研究对岩溶地下水资源开发利用和保护具有重要意义。在总结国内外微生物信息技术应用研究现状基础上,分析岩溶地下水环境中微生物来源,重点讨论微生物示踪技术、微生物监测技术在岩溶地下水环境中的应用。认为,由于岩溶含水层的复杂性和微生物的易变异性,微生物信息技术应用过程中对岩溶地下水环境造成的污染风险还需进一步探讨,提出推进微生物信息技术在岩溶地下水资源合理开发利用中的研究展望。     

基于数值模型的地下水水位预警体系研究——以临汾盆地为例

地下水是中国许多城市主要的供水水源,对地下水的过量开采将导致地下水降落漏斗、地面沉降和地裂缝等环境地质问题.进行地下水水位预警体系的研究对于合理开发和有效利用地下水资源具有重要的现实意义,笔者以临汾盆地为例,根据当地的水文地质条件,利用数学模型建立了地下水水位预警体系,研究结果可为当地水资源的可持续利用提供科学依据.     

水库岸坡的承压水模型研究

基于实际工程水库岸坡失稳资料和现有岸坡失稳模型,指出现有模型的局限性,提出了新的水库岸坡承压水模型。给出了承压水模型适用条件,推导了滑带底部承压水压力的理论计算公式。得到了考虑承压水时的岸坡安全系数计算公式,验证了承压水存在的合理性。研究结果表明,在考虑承压水情况下,岸坡稳定性受降雨入渗量和库水位变化的影响显著,且两个影响因素联合作用的效果比单个因素作用再叠加更明显。承压水岸坡渗透比在（10-5~10-2）区间时,岸坡稳定性最低,安全系数存在一个最小值,最易发生失稳。渗透比相同时,降雨入渗量越大,岸坡稳定性越低。     

高原冻土隧道支护技术及工艺试验研究

昆仑山隧道是青藏铁路550 km连续多年冻土区最长的高原冻土隧道。在高寒缺氧、低气压地区修建铁路隧道所遇到的是全新的技术难题。室内和现场试验及施工结果表明：在多年冻土隧道施工中采用湿喷混凝土支护,使混凝土与冻土围岩黏结牢固,并能保证支护混凝土的质量,证明湿喷混凝土支护在高原多年冻土区隧道施工中是可行的。