上海地面沉降地下水渗流场与地层应力场分析

为有效控制上海地面沉降发展,利用地下水位与地层变形的实测资料,分析了地下水渗流场与应力场的变化特征及其制约机制。结果表明:地面沉降与地下水渗流场、第四纪地层的应力场关系密切;开发利用地下水资源以及工程建设活动,是渗流场与应力场发生变化的重要影响因素;地层空间分布的不均一也使渗流场和应力场发生突变并呈现非线性;深部含水层集中开采导致的地下水位持续下降以及浅部含水层的工程降水和建筑荷载,是上海地面沉降防治面临的新问题。该研究有助于上海地面沉降系统调控对策的制定与防治技术措施的实施。     

华北隐伏型煤矿地下水水化学演化与突水水源判别

我国华北隐伏型煤田突水水源判别普遍注重单一含水层的静态水化学场分析,很少考虑煤矿开采进程中多含水层地下水系统水化学演化规律。为此,本文以典型华北隐伏型煤田——淮北煤田为研究示范,提出了地下水渗流与水化学演化模式。而且以淮北煤田境内的芦岭煤矿Ⅱ1016工作面出水点水化学动态变化为例,基于地下水渗流与水化学演化模式,正确判别出该工作面出水水源与渗流突水模式。研究成果对我国华北隐伏型煤矿水灾防治提供重要理论支持。     

抽水引起含水层变形对渗流场的影响分析

通过分析抽水引起含水层变形机理，推导出了考虑单元体位移的渗流方程，提出了抽水引起含水层变形对渗流场影响的数学模型。算例分析认为，在抽水渗流场定量计算时，单元体位移和含水层变形对渗流场都有一定的影响，特别是当弹性释水系数较小时，单元体位移对渗流场影响较大。     

柴达木盆地南缘诺木洪地区水化学特征及分布规律

柴达木盆地南缘诺木洪地区地下水具有西北干旱盆地地下水水化学特征及分布规律,受盆地地貌、强烈蒸发极干旱气候条件控制和含水层岩性、埋藏条件、地下水渗流场的共同影响,形成了高山深盆特有的地下水水化学水平分带性。文中对地下水水质类型的形成演化过程进行了探讨,并就此类盆地地下水水化学类型缺失硫酸盐型水环带的成因机理进行了分析。     

地铁车站止水帷幕对南京秦淮河古河道地下水流场的影响分析

以横穿秦淮河古河道的南京地铁1号线许府巷站为例,研究探讨了古河道含水层中设置大深度止水帷幕-地下连续墙前后以及不同止水帷幕插入含水层深度情况下地下水渗流场的变化规律.结果表明,在古秦淮河这一特殊水文地质条件下,地铁车站止水帷幕对地下水流场的影响比较严重,纵向影响范围达200 m以上;止水帷幕在墙前后引起一定程度的地下水头差,由此诱发附加土体沉降、地下结构物两侧不对称荷载或者其他工程灾害;止水帷幕插入承压含水层不同深度的情况下,地下水流场的变化规律各不相同,插入深度越大,影响越明显.     

采动影响下任楼煤矿地下水流三维数值模拟

为了再现采动对主要充水含水层地下水流场的影响程度及其控制机制,在系统分析任楼煤矿地质与水文地质条件的基础上,采用FEFLOW软件建立了研究区地下水系统概念模型和数学模型及相应的地下水系统数值模型,合理开展了采动影响下四含、煤系、太灰与奥灰4个主要充水含水层近期渗流场特征的数值模拟。研究结果表明:从平面上,四含在研究区东部出现一低水位分布区,煤系在采动影响范围内典型断层局部附近渗流异常;从空间上,煤系在采动影响区垂向水位等值线发生偏转并与含水层顶底板近于平行,四含与煤系之间的隔水层水位等值线也近于平行,但在采动影响区内平行等值线密度最大;太灰与奥灰地下水流从平面与空间层面上均显示原来的运行状态;近期采动对任楼煤矿四含与煤系2个含水层影响最为显著。     

考虑渗流作用时边坡稳定性分析方法比较与改进

考虑到地下水对边坡稳定的作用具有很强的工程意义,文中总结了目前工程中分析边坡稳定性常用的几种考虑渗流力方法,并对其假定条件做了归纳。在深入探讨地下水渗流对边坡稳定作用机理的基础上,提出渗流场-应力场耦合作用下基于场变量的有限元新方法。该方法可以进行渗流场-应力场的耦合分析,并利用场变量控制土体强度参数变化来实现参数的连续折减,整个分析过程一次完成,大大简化了计算工作量,其结果也比较合理。最后结合简单算例对以上几种计算方法作了对比分析,阐明了各方法的适用条件,供工程实践参考。     

地下水渗流对单U形地埋管埋深的影响

为解决因埋深过大而引起的竖直地埋管换热器换热效果不佳的问题,根据黄土高原地区的地质条件,建立轴向岩土分层的单U形地埋管换热器数值模型.通过数值模拟,分别研究了改变含水层厚度、地下水渗流速度和地下水位线高度对地埋管换热性能的影响,并提出了以典型含水层厚度来确定地埋管最佳埋深的方法.结果 表明:当实际含水层的厚度不超过典型含水层厚度时,地埋管最佳埋深的位置为实际含水层底部;反之,地埋管最佳埋深的位置为典型含水层底部;随着渗流速度的减小,典型含水层厚度先增大后趋于不变,在渗流速度为1×10-6 m/s时达到最大值30 m;地下水位线的提高对典型含水层厚度没有影响,但提高了典型含水层的位置,使得最佳埋深变小.     

基于三维空间插值的真三维地下水水化学场构建

文章以淮南市顾北矿及其周边煤矿的地下水水质资料为基础,采用改进的地理信息系统(geographic information system,GIS)三维空间插值方法构建顾北矿新生界下部含水层的真三维地下水水化学场,并利用Tecplot可视化软件实现其三维可视化。研究结果表明,该方法可以有效描述地下水水化学场的三维空间分布规律并成功实现其三维可视化,特别对于水质空间分布连续性较好的含水层,描述准确性较高,对具有统一地下水位的地下水含水层具有较好普适性,可为矿井地下水水质真三维空间分布规律研究和矿井水害防治等提供重要辅助决策支持。     

低渗透性含水层矿坑涌水量预测

针对低渗透性含水层矿坑疏干时,矿区地下水运动表现出明显的三维空间流场,而矿区外围地下水垂向运动不太明显,以二维平面为主,本文采用三维流和二维流藕合的数值模型来模拟地下水渗流,预测低渗透性含水层矿坑涌水量.结果表明方法是可行的,预测结果是可靠的.     

不同土质条件下基坑渗流场渗透特性分析

控制地下水对基坑开挖和周围环境的负面影响，是基坑工程特别是深基坑工程设计与施工的重要组成部分．采用三维有限元法分析了基坑渗流场的分布特性，比较了不同土质条件下渗流作用对基坑土体渗透稳定性的影响，较好地反映了基坑渗流场中等势线、流速矢量以及水力梯度等渗流要素在不同土质条件下的变化规律，探讨了工程中可能出现的不利因素．分析表明，在均质各向同性非成层土中，基坑角点和溢出点附近水力梯度最大，是整个基坑最易发生渗透破坏的地方；在成层土情况下，水头等势线有向渗透系数小的土层聚集的趋势．对比各种分析结果，当水平向渗透系数大于竖向渗透系数时，基坑最容易发生渗透破坏．     

低渗透多孔介质中地下水污染研究

为了准确地研究低渗介质中地下水污染问题,在充分考虑地下水在低渗介质中渗流时存在启动压力梯度和动边界的基础上,建立低渗介质中地下水污染和地下水渗流的耦合数学模型。采用有限差分法对耦合模型进行数值求解,并分析了启动压力梯度对地下水污染浓度的影响。结果表明启动压力梯度对地下水污染浓度的分布有着重要的影响。     

无锡五里湖清淤底泥堆场防渗技术研究

文章对五里湖生态清淤后底泥堆场防渗技术进行了研究.通过对地下水位和堰后水质变化的观测,分析采用自然防渗的效果.研究表明:充分利用堆场地质条件采用自然防渗是首选的防渗方法;淤泥固结后的土体渗透性与围堰土体相近;堆场对周边水质影响不大,堆场用粘土作为防渗材料是有效的.     

湖泊水位变化对岸坡带渗流及氮素运移的影响试验研究

湖泊岸坡带是湖水与周边地下水及其溶质交互作用的重要区域,湖泊水位变化对岸坡带渗流及其氮素运移转化产生的影响越来越受到重视。利用户外土槽试验,研究了湖泊水位变化对地下渗流中氧化还原环境及其氮素运移转化的影响。结果表明:随着水位的升高,地下水位坡降和渗流速度相应下降,水力停留时间增加。随着湖泊水位的上升,岸坡带土壤内氧化还原电位总体呈下降趋势,氨氮衰减速率减小,硝氮衰减速率升高。地下渗流流速的降低导致地下水及其氮素渗流通量的减小。湖泊水位的周期变化使得岸坡带内土壤湿度、氧化还原环境和硝化反硝化反应的交替变化,从而影响了地下水及其氮素入湖渗流通量。     

定向穿越工程对堤防安全影响评价

利用导向钻进铺管技术进行穿河管道工程建设,对堤防安全的主要影响是管道施工对河流与堤基下地层产生扰动,该扰动带可能诱发渗透破坏。文章结合工程实例,利用地下水流数值模拟模型,模拟不利的水文、气象条件下地下水流场,计算流场中的最大水力坡度;根据穿越地层的允许水力坡度,依据临界水力坡度法,定量评价工程诱发渗透破坏的可能性。     

淹水稻田抽穗开花期氮磷变化及最佳排水时机

通过蒸渗仪试验,研究了淹水稻田在水稻抽穗开花期不同渗漏水平下稻田水氮磷的变化特性,建立了基于减污的多目标模型.结果表明:在水稻抽穗开花期淹水条件下,整个淹水期间地表水和地下水TP和NH3-N质量浓度均呈先降后增的趋势,NO3--N质量浓度则相反;渗漏强度的大小对抽穗开花期稻田地表水和地下水的TP,NH3-N以及NO3--N的质量浓度影响不显著;在淹水条件下,水稻抽穗开花期在低渗漏水平时,宜在控水第4天进行地表排水.     

真空预压软基处理孔隙水压力与地下水位监测研究

针对真空预压理论研究的不足,通过工程实例现场测试研究,实测得到了真空作用下孔隙水压力和地下水位随时间的变化曲线,采用渗流场理论分析了真空预压的加固机理、孔隙水压力和地下水位的变化规律及两者之间的联系,得到一些有益的结论。     

悬挂式止水帷幕基坑降水引起坑外地面沉降计算方法

悬挂式止水帷幕的挡水效应能够减轻基坑降水对周边环境的影响,但帷幕插入深度与坑外地面沉降之间的定量关系尚不明确.本文基于有效应力原理,并根据渗流场和应力场的部分耦合关系,考虑地下水位下降引起的土体孔隙比和压缩指数变化,通过止水帷幕插入深度与水位降深的关系提出了不同止水帷幕插入深度下潜水含水层中基坑降水引起坑外地面沉降的计算方法.结合室内渗流模型箱试验对所提方法进行验证,结果表明地面沉降的试验监测结果与计算结果基本一致,从而为准确预测地面沉降和设计合理的止水帷幕插入深度提供了重要参考.     

真空预压影响区地下水位变化的计算

基于渗流理论,采用一维非稳定渗流模型,阐述了边界为变水头条件下的真空预压影响区地下水位变化的解析方法。利用加固区平均地下水零压线作为边界条件,推导了排水边界上降深随时间变化的一维非稳定渗流,得出影响区土体中地下水位的变化规律。通过算例,分析了影响区渗透系数以及预压区排水速率等因素对影响区地下水位的影响。结果表明,对于渗透性较低的软黏土而言,采用非稳定渗流分析是必要的,影响区渗透系数是区外地下水位变化的主要因素。预压区排水速率只影响区外渗流趋于稳定的时间,对渗流范围的影响较小。