露天煤矿截水帷幕效果检验方法及截水效果分析

某露天煤矿为减少矿坑疏排水量,通过施工截水帷幕切断矿坑北侧河流补给通道。根据现场施工条件,采用低强度抗渗混凝土地下连续墙、HDPE防渗膜、超高压角域变速射流注浆、咬合桩4种工艺构建截水帷幕。为检验施工过程中露天煤矿截水帷幕的效果,针对低强度抗渗混凝土地下连续墙、HDPE防渗膜、超高压角域变速射流注浆等3种截水帷幕工艺,进行了4次围井试验。试验结果表明,在露天煤矿深厚砂卵石层动水、低温条件下,低强度抗渗混凝土地下连续墙、HDPE防渗膜、超高压角域变速射流注浆帷幕均具有良好的截水效果,渗透系数分别达到8.34×10^-7、6.28×10^-7、7.85×10^-7 cm/s,与原材料室内实验得出的渗透系数基本吻合。在4种帷幕工艺的共同作用下,露天煤矿矿坑疏排水量显著减少,围井试验在截水帷幕施工过程中具有良好的效果检验作用。     

一种可增加海岛地下淡水资源储量的方法研究

淡水透镜体作为海岛上珍贵的地下淡水资源,对于满足居民生活用水与维护生态系统具有重要作用,增加海岛地下淡水资源储量可有效缓解海岛地区普遍存在的水资源短缺问题。本研究提出通过在海岛外部区域采用低渗透性介质材料增加海岛地下淡水资源储量的方法,采用室内物理模型实验与基于变密度地下水流溶质运移模型的数值模拟相结合的方法对提出方法的有效性进行了验证,并通过野外尺度的数学模型分析工程实施可能性。实验与数值模拟结果较吻合,表明该方法具有抵御海水入侵、增加海岛地下淡水资源储量的巨大潜力。通过基于野外尺度的数值模拟分析工程实施的可能性,发现对于降雨入渗补给强度为0.005 7 m/d、长度为200 m,孔隙度为0.3的狭长形均质海岛,地下淡水储量为66.5 m3/m,在海岛外部区域采用渗透系数为1 m/d、厚度为5 m的低渗透性介质材料后,淡水透镜体经过约8 a时间可再次达到稳态,地下淡水储量为343.8 m3/m,增加约4倍,工程实施具备一定可能性。本研究为缓解海岛地区缺水问题、实现淡水资源可持续利用提供了一种新方法。     

冻融和干湿循环对原状黄土渗透系数的影响

为了反映冻融循环、干湿交替及其耦合作用对原状黄土纵横向渗透系数的影响,以延安Q₃黄土为研究对象,对比不同条件下黄土试样的表观结构特征,通过三轴渗透试验得到了渗透系数随循环次数、初始含水率、围压变化的规律,分析了各因素在耦合作用中的影响权重。结果表明:冻融引起的土体骨架结构破坏,与干湿造成的试样表面张拉裂隙均会对黄土体造成不可逆的损伤,冻融、干湿单一条件下土体典型的破坏形式均在耦合条件下有所体现。耦合作用下黄土纵横向渗透系数随循环次数及围压的变化规律与干湿条件下的最为相似,其数值远小于冻融条件下黄土的渗透系数,且只在冻融条件下考虑初始含水率对土体渗透性质的影响。试验规律与回归分析结果均表明,耦合作用中干湿交替起主导作用,冻融循环起促进作用。研究结果以期为黄土地区地质灾害防治与构(建)筑物设计提供参考。     

煤化作用程度与矿井的煤与瓦斯突出

总结了不同煤类瓦斯突出矿井所占的比例、吸附瓦斯量与煤变质程度的关系、孔隙度一与煤变质程度的关系、瓦斯突出危险程度、始突深度与煤变质程度的关系,说明煤的吸附性、孔隙性是控制煤与瓦斯突出的基本因素。     

西北干旱区间歇性河流与含水层水量交换研究进展与展望

本文依托国家自然科学基金青年项目“河水温度对干旱区宽浅型河床渗透系数影响的定量研究”,并梳理了其他相关研究,总结了中国西北干旱区间歇性河流与含水层水量交换研究所面临的基础科学问题及当前所取得的研究进展。主要结论为：以宽浅型沙质河床为基本特征的西北干旱区内陆河流域下游河流,其河床每年经历数次干湿交替与冻融过程。受河水温度与河流水动力条件的影响,河床作为河流与含水层相互作用的重要界面,其渗透性能具有高度时空变异性,已成为河水与地下水水量交换研究的难点与热点。分析指出,在环境变化和当前交叉学科迅猛发展的背景下,以河流与含水层相互作用为核心的潜流带水文学发展面临新的机遇与挑战。     

单柱式海上风能建筑结构物——循环力作用下砂性土孔隙水压力的研究

单柱式海上风能结构物近年来引起各国的高度重视,德国制定了研究大型单柱式风能结构的计划。基于计划要求,通过对历年一些相关文献的研究分析,建立了新型的实验模型模拟单柱式海上风能结构,同时运用Fe程序进行了模拟,共同对砂土中单桩在循环力作用下土体中孔隙水压力变化进行了研究,并对不同渗透率砂土和不同频率的循环力条件下的土体孔隙水压力作了对比分析。得出了土体中孔隙水压力的存在和其存在的大小是受自身和周边条件影响的。此研究结果对于德国大型单柱式风能结构物的研究有一定价值。     

鲁—14井井径变化试验的解释

对鲁－14井井径变化试验的井水位潮汐资源进行了反复调和分析，结果表明试验前后井水位对气压和固体潮的响应改变较小。根据多孔介质渗流理论和弹性理论，对这一现象进行了解释，认为井径变化相当于改变了井水柱的有效高度，从而影响了水井含水层系统的固有振动周期。分析了井孔变径对潮汐信号响应的周期特征，认为在含水层水体很大（含水层水平面积比井孔面积大得多），且含水层的渗透系数也很大的条件下，井径变化对井水位畦体潮响应幅度影响很小。     

高氯酸水溶液活度系数和水的渗透系数的测定

近代发展的离子选择电极为电化学研究提供了方便，用其组成无液界电池可测定一些电解质溶液的活度系数。通常浓度的高氯酸具有非缔合电解质的性质，它对于电化学溶液理论及电分析化学实验研究均有一定的意义。在海水化学模型专题研究中，曾利用其非缔合性质探讨一些离子的缔合作用[1]。     

压实度与制样含水率对压实黄土微结构及水力特性的影响

压实黄土的水力特性受微结构控制,而微结构受制样条件影响。为探究制样条件对压实黄土微结构、饱和渗透系数与土-水特征曲线的影响及机制,对不同制样条件下制备的压实黄土试样开展了压汞试验、变水头渗透试验和土-水特征曲线的测定,获得了它们的孔径分布曲线、饱和渗透系数及其随渗透次数的变化和土-水特征曲线。结果表明：（1）制样含水率通过影响集粒尺寸改变试样中的中孔（2 000 nm 渗透系数。压实度较小（85%）时,试样的饱和渗透系数受结构坍塌影响随渗透次数的增大而减小;压实度较大（90%和94%）时,饱和渗透系数则受颗粒流失影响随渗透次数的增大而增大。（3）压实度与制样含水率影响着水-土特征曲线。制样含水率主要影响试样的进气值和过渡段曲线的斜率,制样含水率越大,进气值越小,过渡段曲线的斜率越小,表明试样的持水性能越好;压实度则主要影响试样的进气值...     

层状非均质性影响下河流对地下水的补给过程研究

河流对地下水的补给过程研究是科学认识水循环规律及地下水资源可持续管理的基础。河床沉积层与其下伏潜水含水层岩性差异是河流下伏含水层的主要结构特征,也是控制河流对地下水补给过程的主要因素。为揭示含水介质分层结构特征影响下河流对地下水的补给过程,基于黄河干流河南段野外试验结果,建立了地表水地下水相互作用概念模型,并以地下水流路径为对象,精细刻画了地表水地下水的相互作用过程。结果表明：(1)河流对地下水的补给量主要受河床沉积层渗透性影响,河床沉积层厚度变化对河流向地下水的补给量影响不大。即：河床低渗透性沉积物的存在是河流向地下水补给量降低的主要原因,当河床沉积层与其下伏含水层厚度比(HS/H)由0增大为0.125时,河流向地下水补给量的减小幅度达72%。(2)与均质条件相比,河床沉积层渗透性及其厚度变化均明显改变了河水向地下水补给的水流路径及径流时间。随着河床沉积物与下伏含水层渗透系数比K_U/K_L的增大,河水向地下水补给的水流路径穿透深度增大,径流时间延长。(3)河流对地下水的补给量及地下水径流时间对低渗透性河床沉积层渗透系数的敏感性随渗透系数的减小...