基于流固耦合的坝基中弱透水层对渗流的影响分析

深厚覆盖层坝基中存在弱透水层时,弱透水层往往既是隔水层又是软弱夹层,是利用其作为渗流控制依托层,还是不考虑其防渗作用,关系到防渗工程的成本、进度等。流固耦合能较真实反映出弱透水层对坝基渗流场和应力场的影响,该文以比奥固结理论为基础,结合土体非线性流变理论,将土体本构关系推广到黏弹塑性,同时考虑土体力学参数及水力参数的动态变化关系,借助ADINA进行双场耦合求解,分析上江坝深厚覆盖层坝基中弱透水层对土石坝渗流场、应力场和自身应力应变的影响。研究表明:半封闭式防渗墙和弱透水层可形成坝基内部的联合防渗体系,能达到显著的渗流控制效果,大坝渗流量、坝基出逸坡降和弱透水层自身应力应变均小于其允许值,能保证大坝的安全稳定运行。但同时防渗墙和弱透水层承受的应力应变会相对增加,需要采取合理的工程措施给予辅助。实例中防渗墙深度相比封闭式防渗墙减小近60 m,若方案能给与采用,可大大减少工程造价。因此,坝基内部若存在弱透水层应该给与足够的重视,科学论证后若能加以利用,能做到事半功倍。     

水分及污染质在弱透水层的饱和粘性土层中渗透与浓度变化规律研究

通过大庆市弱透水层饱和粘性土渗透和溶滤实验研究。了解水分及污染质在弱透水层中的运移及浓度变化规律。     

第二类越流系统中抽水井附近非达西流近似解析解

该文研究了第二类越流系统中抽水井附近非达西流问题,主含水层中的水流假设为非达西流且方向为水平方向,弱透水层中的水流假设为达西流且方向为竖直方向,假设可以采用Izbash定律描述非达西流。利用线性化方法得到了非达西流情况下的近似解析解并给出了相应的计算算例,以及对计算结果进行了分析。研究结果表明:Izbash定律中的n值越大,在整个抽水时期的水位降深越小;Izbash定律中的k值越大在抽水初期水位降深越大,而在抽水后期水位降深越小;弱透水层的渗透系数在抽水初期对主含水层中的水位降深几乎没有影响,而在抽水后期弱透水层的渗透系数越大,水位降深越小。     

弱透水层深度对深厚覆盖层坝基渗控的影响研究

在深厚覆盖层坝基中不同深度处常含有单层、连续、等厚弱透水层,如何将防渗墙和弱透水层优化结合形成联合防渗体以减小防渗体的深度,值得深入探讨。采用Seep/w软件分析了强、弱透水层二元结构深厚覆盖层坝基的渗流量、出逸坡降、防渗墙底部坡降,探讨了不同深度处的弱透水层对坝基渗流影响的规律。研究发现,坝基中未设置垂直防渗墙时,弱透水层所处的位置越浅,越能有效降低渗流量、抑制坝基坡降;弱透水层所处的位置较深时,对大坝掺控则不利。坝基中设置垂直防渗墙时,较深的弱透水层与防渗墙形成的封闭式联合防渗体系,相比较浅的封闭式联合防渗体系,更能有效降低渗流量、抑制坝基出逸坡降。深厚覆盖层中弱透水层的存在能有效降低坝基控渗的成本。研究成果可为强弱透水互层的坝基掺控方案确定提供参考依据。     

改进阻力系数法的适用性分析

改进阻力系数法是规范推荐的一种土基渗流计算的方法。该文通过Geo Studio有限元分析法和改进阻力系数法的对比分析,提出改进阻力系数法的适用范围,避免该方法被误用而导致设计不合理。根据分析成果,改进阻力系数法适用于简单地层和上部相对强透水层、下部相对弱透水层的双层地层,不应用于上部相对弱透水层、下部相对强透水层的双层地层和复杂地层。     

第一类越流含水层系统中非完整井附近非达西渗流近似解析解

研究了第一类越流含水层系统中非完整井附近非达西渗流问题,得到主含水层抽水井附近水位降深拉氏空间近似解析解及抽水后期近似解析解。抽水井附近主含水层中渗流概化径向渗流和垂向渗流,径向渗流由于流速较大由非达西渗流公式Izbash公式来刻画,垂向渗流由于流速较小用达西定律表示,通过线性化方法简化非达西非线性项,然后结合Laplace变换和有限余弦Fourier变换对水流模型进行求解。结果表明:主含水层中水位降深对称于滤水管中轴线,且在中轴线处最大;在抽水后期,主含水层水位降深随着弱透水层渗透系数的增大而减小,且随着Izbash公式中非达西经验指数n值增大,主含水层得到越流补给的水量减小。     

半无限封闭含水层非稳定渗流的“浸润锋面”最大距离研究

目前,鉴于上为半透水层下为透水含水层的半无限封闭结构岸坡的非稳定渗流研究较少,前人 对半无限封闭含水层非稳定渗流的“浸润锋面”的研究鲜见报道。采用二维渗流理论和相关的有限元 理论,利用Ａｕｔｏｂａｎｋ有限元程序,在未考虑复杂的水位变化过程的情况下,对半无限封闭含水层非稳定 渗流的“浸润锋面最大距离”的影响因素进行了一系列的研究,得到了各个影响因素对浸润锋面最大距 离的渗流规律;通过正交实验设计,利用极差分析得到各个影响因素对浸润锋面最大距离影响的大小顺 序,影响因素由大到小顺序为:水头高度＞透水层渗透系数＞透水层厚度＞渗流时间＞坡率＞初始水 位,为具有该结构岸坡的渗流规律提供一定参考意义,为控制岸坡渗流提供一定依据。     

浅谈土坝减压井导渗

对于表层弱透水覆盖层较厚,下部强透水层也较厚的双层地基,宜采用排水减压井进行渗流控制。     

二元结构中弱透水层基坑降水的水文地质特性

通过机理分析和理论计算阐述了汉口地区典型二元结构中弱透水层在基坑降水过程中出现的水文地质特性,即:渗透性呈极明显的各向异性,流土与管涌现象,弱透水层在降水维持阶段的两个"滞后"现象,弱透水层设置滤水管导致含沙量增大等.并依据其特性,提出了疏导与阻堵两种不同的处理方法,即设置砂井疏导,采用止水帷幕阻堵等两种措施.通过与减压降水相结合,成功地解决了弱透水层降低承压水的难题,为类似地层的施工提供了可借鉴的方法.     

典型条件下堤身堤基渗流规律分析

 针对长江中下游堤防工程现状概化出典型条件，采用有限元数值模拟方法对堤身堤基渗流场进行了模拟计算，分析了作用水头、堤身渗透性、弱透水覆盖层厚度、分别隐伏于覆盖层下和出露于地表的强透水层的厚度、外滩宽度和河泓 切割程度等因素对堤身堤基渗流规律的影响，总结出一般性规律。