检索结果-内蒙古大学图书馆

水电能源科学 2013年第5期31卷 42-45页

作者：袁自立马福恒李子阳河南省石漫滩水库管理局河南舞钢462500 南京水利科学研究院江苏南京210029

针对石漫滩碾压混凝土重力坝渗流异常问题,根据其运行表现,系统分析了大坝渗流观测资料,并利用有限元模型正反分析其渗流异常,发现坝体混凝土等效渗透系数不满足现行规范要求,基于坝体多处出现射水、渗漏量增大明显的现状,建议尽快除险... 详细信息

针对石漫滩碾压混凝土重力坝渗流异常问题,根据其运行表现,系统分析了大坝渗流观测资料,并利用有限元模型正反分析其渗流异常,发现坝体混凝土等效渗透系数不满足现行规范要求,基于坝体多处出现射水、渗漏量增大明显的现状,建议尽快除险加固,以确保工程安全。

关键词：碾压混凝土重力坝渗流异常等效渗透系数反演成因分析

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木头峪水源地廊道取水允许开采量计算

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人民黄河 2011年第10期33卷 54-56页

作者：陈鹏张娟王玮长安大学环境科学与工程学院陕西西安710054 陕西工程勘察研究院陕西西安710068

简要分析了廊道的水流特征,通过引入等效渗透系数,构建廊道取水的"渗流-管流"耦合模型,并用之于陕北佳县木头峪水源地廊道取水工程,确定了开采方案,同时计算了开采方案枯水期廊道取水的允许开采量,最终确定木头峪地下水廊道... 详细信息

简要分析了廊道的水流特征,通过引入等效渗透系数,构建廊道取水的"渗流-管流"耦合模型,并用之于陕北佳县木头峪水源地廊道取水工程,确定了开采方案,同时计算了开采方案枯水期廊道取水的允许开采量,最终确定木头峪地下水廊道开采方式允许开采量为16 900 m3/d。建立的廊道取水数学模型能较好地反映廊道的水流特征。

关键词：地下水开采 “渗流-管流”耦合模型等效渗透系数允许开采量木头峪水源地

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白岩尾矿坝土工席垫排渗措施模拟及渗控效果分析

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水力发电 2015年第6期41卷 69-72页

作者：陶东良梅聪陆誉婷长沙有色冶金设计研究院有限公司湖南长沙410011 河海大学水利水电学院江苏南京210098 江苏省交通规划设计院股份有限公司江苏南京210014

土工席垫是一种新型土工合成材料,具有集水、水平排水的功能。针对白岩尾矿坝初期排渗系统已部分失效的现状,提出了该工程的后期加高扩容采用土工席垫的水平排渗措施,通过建立包含土工席垫及其排渗管的尾矿库精细三维渗流有限元模型,分... 详细信息

土工席垫是一种新型土工合成材料,具有集水、水平排水的功能。针对白岩尾矿坝初期排渗系统已部分失效的现状,提出了该工程的后期加高扩容采用土工席垫的水平排渗措施,通过建立包含土工席垫及其排渗管的尾矿库精细三维渗流有限元模型,分析了土工席垫的排渗效果,论证了土工席垫排渗措施的合理性和有效性。通过建立等效渗流分析模型,研究了土工席垫的等效模拟方法及相应的等效渗透系数,成果可用于尾矿坝全库整体模型的三维渗流计算分析。

关键词：尾矿坝渗流控制排渗措施土工席垫等效渗透系数白岩尾矿坝

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“渗流-管流耦合模型”的物理模拟及其数值模拟

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水文地质工程地质 2004年第1期31卷 1-8页

作者：陈崇希万军伟詹红兵沈仲智中国地质大学(武汉)环境地质研究所武汉430074 美国德克萨斯A&M大学地质与地球物理系 tx778433115

井孔 -含水系统问题是当今水文地质学最重要的研究课题之一。长期以来 ,水文地质模型中对井孔的刻画基本上都是引用“热传导”中的“线汇”理论 ,需要人工预先给定线汇线源的流量或水头的分配 ,其正确性或适用性至今没有得到理论证明... 详细信息

井孔 -含水系统问题是当今水文地质学最重要的研究课题之一。长期以来 ,水文地质模型中对井孔的刻画基本上都是引用“热传导”中的“线汇”理论 ,需要人工预先给定线汇线源的流量或水头的分配 ,其正确性或适用性至今没有得到理论证明。陈崇希 (1993 )提出的“渗流 -管流耦合模型”和“等效渗透系数”在理论上已解决多个水文地质问题 ,也用于几个实例 ,本文再用物理模拟检验其可靠性。论文针对具有典型意义的河床下水平井或傍河垂直井地下水流问题做了砂槽物理模拟 ,并用基于“渗流 -管流耦合模型”和“等效渗透系数”的数值方法仿真模拟了此条件下地下水流的规律。成果表明 ,数值模拟观测孔水头动态相当好地再现了物理模拟结果。论文指出了“渗流 -管流耦合模型”和“等效渗透系数”在井孔 -含水系统问题上的广泛应用前景。

关键词：渗流-管流耦合模型数值模拟物理模拟井孔-含水系统等效渗透系数非线性流

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富水砂土地层泥水盾构施工泥膜形成过程及作用效果研究

富水砂土地层泥水盾构施工泥膜形成过程及作用效果研究

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作者：施福硕天津大学

学位级别：硕士

近些年,城市地下铁路与管道建设发展迅猛,盾构法作为一种成熟有效的施工技术在地下施工中被广泛使用,泥水盾构作为一种盾构形式因其具备广泛的地层适用性而具有广阔应用前景。然而,泥水盾构在穿越高渗透性地层时,容易发生泥浆大量滤失... 详细信息

近些年,城市地下铁路与管道建设发展迅猛,盾构法作为一种成熟有效的施工技术在地下施工中被广泛使用,泥水盾构作为一种盾构形式因其具备广泛的地层适用性而具有广阔应用前景。然而,泥水盾构在穿越高渗透性地层时,容易发生泥浆大量滤失、泥膜难以形成,最终导致开挖面失稳等事故发生,且目前常用开挖出的废弃泥浆存在难以降解、处理困难、易造成水土污染等问题,因此进行泥浆在高渗透性地层中成膜试验研究具有重要意义。本文以富水砂土地层中的盾构施工为研究对象,采用室内泥浆配制及性质测定试验、泥浆渗透成膜试验、盾构数值模拟开展了从泥浆配制到最终应用效果的系列研究,得到了适合制作泥浆的天然添加剂、获得了泥浆渗透过程等效泥膜渗透系数,评价了在盾构过程中泥膜所发挥的作用,主要内容如下:开展了制浆材料对泥浆基本性质影响因素的研究,选取天然存在且易降解的琼胶、瓜尔胶及传统的羧甲基纤维素钠(CMC)作为添加剂,通过改变泥浆各组分的含量,研究其对比重、漏斗粘度、胶体率等泥浆工程应用性质的影响规律,发现了瓜尔胶、琼胶均有降低泥浆API滤失量、提升漏斗粘度、提升胶体率的作用,可以作为新型绿色添加剂替代CMC进行使用,为泥浆渗透试验做准备。进行了不同泥浆添加剂种类、注浆压力、地层颗粒级配条件下的泥浆渗透成膜试验,采用自主研发的泥浆渗透装置进行泥浆在地层中渗透成膜试验,装置全身透明且具有调节注浆压力、实时测量孔隙水压力及地层滤失量的能力。试验结果表明,与传统添加剂CMC相比,琼胶、瓜尔胶有较好的降低地层滤失、促进优质泥膜形成的效果,并根据孔隙水压力变化分析了在泥浆渗透过程中泥浆有效应力转化率的变化规律,同时根据地层滤失量计算得出在不同泥浆配比及浓度、注浆压力大小、地层颗粒级配条件下等效泥膜渗透系数变化规律。采用数值模拟,模型采用室内试验所测量等效泥膜渗透系数及地层参数,针对富水砂土地层进行盾构过程中的动态数值模拟,探究盾构过程中泥膜在其中发挥降低注浆压力对地层孔压的影响。试验结果表明,有效注浆压力大小和地层级配影响有效注浆压力在泥膜和地层中的分配,有效注浆压力主要分配在泥膜上(达80%),有效注浆压力越大则分配在泥膜上的比例越高,分配在地层中的比例越小。

关键词：泥浆泥膜瓜尔胶泥水盾构等效渗透系数

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均匀化理论及其在砂井地基中的应用研究

均匀化理论及其在砂井地基中的应用研究

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作者：刘轶南京工业大学

学位级别：硕士

均匀化理论是一种处理非均匀情况(材料、场地等)非常有效的分析方法,本文初步尝试了将均匀化理论引入到岩土工程问题的分析中,通过结合岩土工程中最基本的固结问题进行了初步探讨,获得了如下一些创新的成果和结论:1、在土体平衡方程、... 详细信息

均匀化理论是一种处理非均匀情况(材料、场地等)非常有效的分析方法,本文初步尝试了将均匀化理论引入到岩土工程问题的分析中,通过结合岩土工程中最基本的固结问题进行了初步探讨,获得了如下一些创新的成果和结论: 1、在土体平衡方程、几何方程、线弹性本构方程、有效应力原理及渗流方程的基础上,借助均匀化理论推导了非均质土体的线弹性一维固结方程,根据该方程推导出的均匀土体一维固结方程和Terzaghi总应力分析法、Biot固结法的结论一致。 2、在忽略细观量分布的前提下,假定材料是由线弹性内核和基质两部分所组成,并基于此考察了边长1mm的正方形单胞在相同内核比η%时,不同内核结构形态对宏观等效模量的影响以及等效模量随内核比的变化情况,得出了对于给定的内核形式,其等效模量基本上和内核比成线性关系的结论。在η%<30%或>90%时,如果不清楚材料的细观结构,可选取任意的模型进行计算;在η%<5%或>95%时可直接把材料当作基质或内核的各向同性均质体进行计算。 3、本文提出了基于均匀化理论确定了砂井地基水平等效渗透系数Kh的有限元数值计算方法。 4、基于轴对称单井理论,通过数学方法首次将砂井打设对整个地基竖向渗透性增强的影响等效在Terzaghi单向固结方程的渗透系数上,从而确定出地基的竖向等效渗透系数Kv。综上所述,本文创新地提出了一种考察砂井地基固结排水的方法,即结合水平等效渗透系数Kh和竖向等效渗透系数Kv将砂井地基转换成无砂井地基的固结排水问题,从而可以对其进行真三维的Biot固结有限元分析。最后通过某工程实例的有限元分析得出该方法在考察砂井地基固结排水所导致的不均匀沉降,土体侧向变形,砂井影响区内的径向渗流以及土体内的孔压消散都具有很好的预测性,验证了该方法的有效性。

关键词：均匀化理论单胞等效模量固结砂井(塑料排水板)地基等效渗透系数

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基于等效渗透张量的裂隙岩体典型单元体存在性研究

基于等效渗透张量的裂隙岩体典型单元体存在性研究

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作者：张辛中国地质大学（北京）

学位级别：硕士

等效多孔介质模型是裂隙岩体渗流研究和工程应用的主要方法,应用此方法的重点在于确定合理的裂隙岩体渗流模型即典型单元体(REV)。本文利用非连续裂隙网络(DFN)软件,根据国际岩石力学协会对结构面的分类,分别讨论了各类裂隙岩体典型单元... 详细信息

等效多孔介质模型是裂隙岩体渗流研究和工程应用的主要方法,应用此方法的重点在于确定合理的裂隙岩体渗流模型即典型单元体(REV)。本文利用非连续裂隙网络(DFN)软件,根据国际岩石力学协会对结构面的分类,分别讨论了各类裂隙岩体典型单元体(REV)的大小,并给出确定其存在性的一般方法。于青春教授开发的岩体裂隙渗流非连续裂隙网络(DFN)软件FractureToKarst,它利用蒙特卡洛法,可生成任意需要二维裂隙网格,可以设定常见裂隙统计参数；可以对研究区域内有效裂隙进行筛选并自动离散,最后利用水量均衡原理计算出各节点水头及等效渗透系数。国际岩石力学协会(ISRM)将岩体裂隙根据延展性分为五类,根据裂隙平均间距分为七类。利用FractureToKarst软件,根据ISRM分类,分别建立两组正交裂隙的岩体渗流模型。固定研究区域的长宽比为2和水力梯度为1,每旋转10度计算出一个等效渗透系数,每个研究区域可以得到36个方向等效渗透系数,从1.0×0.5米到100×50米中搜索出可以看作均质介质的区域,再讨论其方向等效渗透系数在极坐标下是否可以描述成一个渗透椭圆以及裂隙岩体的渗流特征是否可以用一个等效的对称二阶张量描述。从而确定此类裂隙岩体的典型单元体的存在性及大小。通过上述方法得出以下结论： 1、并不是所有裂隙岩体都可以找到典型单元体,典型单元体存在性与裂隙的条件有着密切的关系。 2、裂隙延展性小于1米的岩体中,只有平均间距小于0.2米时,此类岩体的REV才可能存在。 3、裂隙延展性在1-3米时,中等平均间距即间距在0.2米到0.6米的裂隙岩体的REV可以被找到。 4、裂隙延展性在10米到20米,平均裂隙间距小于4米的岩体中都可以找到REV。

关键词：裂隙岩体典型单元体等效渗透系数尽度效应非连续裂隙网络(DFN)

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基于数据驱动的大坝基础帷幕灌浆预测与模拟研究

基于数据驱动的大坝基础帷幕灌浆预测与模拟研究

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作者：马旭飞西安理工大学

学位级别：硕士

帷幕灌浆作为一种最常用的坝基防渗加固手段,已在水利工程中得到广泛应用。由于帷幕灌浆具有地下隐蔽性,实际岩体裂隙的发展规律往往较为复杂,使得实际灌浆施工过程中单位注入量、灌浆完成后的透水率以及浆液在基岩中的扩散情况难以判... 详细信息

帷幕灌浆作为一种最常用的坝基防渗加固手段,已在水利工程中得到广泛应用。由于帷幕灌浆具有地下隐蔽性,实际岩体裂隙的发展规律往往较为复杂,使得实际灌浆施工过程中单位注入量、灌浆完成后的透水率以及浆液在基岩中的扩散情况难以判断。而已有对单位注入量及灌后透水率的预测研究,未能全面考虑地质条件、施工条件及浆液性质等综合因素影响,并且由于其受裂隙发展规律以及施工条件等不确定性因素影响,往往具有较强的非线性,故而难以达到理想的预测效果。另一方面,对帷幕灌浆的数值模拟研究中,由于帷幕灌浆区域岩体裂隙发展情况无法深入探测,采用抽样方法对裂隙节理发展情况进行模拟不可避免会产生误差,故对帷幕灌浆实际发展状况和工程量难以精确模拟。因此,基于实际工程数据开展帷幕灌浆单位注入量及灌后透水率的预测研究,探索帷幕灌浆数值模拟的新方法,对科学评价灌浆质量和提高灌浆模拟精度具有十分重要的意义。针对以上问题,本文采用机器学习算法、空间插值理论以及数值等效方法,建立大坝基础帷幕灌浆预测与模拟方法,并针对某工程开展了应用研究,取得以下研究成果:(1)针对实际帷幕灌浆数据及其影响因子间的非线性问题,基于门控循环单元、贝叶斯优化算法及改进的自适应噪声完备集合经验模态分解,采用ICEEMDAN算法对原始数据进行分解,并将贝叶斯优化算法应用到GRU的超参数寻优中,构建了帷幕灌浆智能预测模型,有效提高了帷幕灌浆单位注入量的预测精度。(2)针对帷幕灌浆检查孔缺乏灌前数据,使得灌后透水率难以预测的问题,在详细分析反距离加权插值法、克里金插值法、改进谢别德插值法、泰森多边形插值法以及最小曲率插值法的原理、优缺点的基础上,建立检查孔灌前数据的组合插值模型,以统一检查孔灌前、灌后数据。然后,在对灌后透水率的影响因素分析的基础上,将组合插值模型和帷幕灌浆智能预测模型融合,建立灌后透水率预测模型,为灌后透水率的预测工作提供了科学有效的理论方法。(3)以钻孔试段的压水试验有限元模型为基础,建立透水率与渗透系数的等效方法,为帷幕灌浆数值模拟提供可靠的材料参数,同时构建基于等效渗透系数的帷幕灌浆有限元模型,并以Darcy定律和Fick扩散定律为基础,推导了流体在多孔介质中的扩散模型,对浆液在岩体中的扩散问题进行求解,可以较准确地模拟帷幕灌浆过程。(4)在对上述理论方法研究的基础上,依托荒沟抽水蓄能电站帷幕灌浆工程,对帷幕灌浆预测与模拟方法进行应用研究,结果表明ICEEMDAN分解算法可以有效克服原始数据的非线性;组合插值模型具有较好的插值效果,并拥有较好的泛化能力;所构建的ICEEMDAN-BO-GRU帷幕灌浆智能预测模型对单位注入量及灌后透水率预测具有较高的准确性;采用等效渗透系数的帷幕灌浆施工模拟方法,可实现浆液扩散过程的精确模拟。所建立的帷幕灌浆预测与模拟方法有助于实际灌浆工程的工程质量预测与模拟分析,可为灌浆工程施工与管理提供科学有效的决策支持。

关键词：帷幕灌浆机器学习组合插值模型等效渗透系数数值模拟

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基于土石混合体细观结构的渗透性及其尺寸效应二维数值试验

基于土石混合体细观结构的渗透性及其尺寸效应二维数值试验

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作者：王乐三峡大学

学位级别：硕士

土石混合体不仅广泛存在于三峡库区、西南地区、东南地区等,还常常作为工程材料用于各种建设。工程建设中的许多岩土工程问题都以渗流分析为基础,由于土石混合体的渗流分析多基于等效连续介质理论,使得土石混合体渗透系数及其尺寸效应... 详细信息

土石混合体不仅广泛存在于三峡库区、西南地区、东南地区等,还常常作为工程材料用于各种建设。工程建设中的许多岩土工程问题都以渗流分析为基础,由于土石混合体的渗流分析多基于等效连续介质理论,使得土石混合体渗透系数及其尺寸效应成为土石混合体渗流分析的一个重要的基本问题。目前,土石混合体渗透性研究主要有土工试验和数值试验两种手段。其中,土工试验成本较高,且受试样尺寸限制,难以开展大量、任意尺寸的渗透性测试,无法有效研究渗透系数的尺寸效应;而数值试验则是基于试样的细观结构模拟渗流过程,进而测算试样的渗透系数,但未就试样中块石的随机分布对渗透系数及其尺寸效应的影响加以研究。为此,本文先构建土石混合体试样渗透系数数值测试系统;其次,针对不同含石率和试样边长与块石最大粒径之比(即lvd)的试样,测试其渗透系数,研究了不同含石率试样渗透系数的统计特征及尺寸效应,揭示了含石率对渗透系数及其REV的影响规律,以期丰富土石混合体渗透性研究的成果。主要研究内容和结论包括:(1)基于饱和渗流理论和数值流形法,忽略岩块的透水性,只考虑水在土体中的流动,构建了基于细观结构的土石混合体饱和渗流数值流形元(NMM)模型,编制了matlab程序并通过算例加以验证。算例表明所编程序与有限元渗流模拟程序均可模拟土石混合体渗流过程;而且对含有大量岩块的复杂渗流求解域,本文程序的网格生成较有限元更为方便。(2)以土石混合体细观结构随机生成程序和(1)中程序为基础,构建了土石混合体试样渗透系数数值试验系统,编制了matlab程序并用算例加以验证。算例表明,所建数值试验系统可有效的用于土石混合体试样渗透系数的测定。(3)利用(2)中的数值试验系统,模拟了不同含石率、不同lvd土石混合体试样的渗流场,并测算试样的等效渗透系数;并对其统计分析结果表明:当含石率和lvd一定时,渗透系数符合高斯函数分布;土石混合体试样的尺寸越大渗透系数分布越集中。(4)利用(3)中所得渗透系数数据,研究了土石混合体试样渗透系数的尺寸效应。结果表明:当含石率不超过0.4时,渗透系数的特征单元体体积(REV)约为试样中岩块最大粒径的10-20倍,而含石率超过0.4后,REV约为岩块最大粒径的20-30倍;渗透系数的REV随含石率的增加而增大,近似成指数关系。

关键词：土石混合体数值流形法等效渗透系数特征单元体体积统计特征

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降雨入渗条件下带排水管的挡土墙渗流场模拟及其稳定性分析

降雨入渗条件下带排水管的挡土墙渗流场模拟及其稳定性分析

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作者：李瑞静郑州大学

学位级别：硕士

在挡土墙设计中，往往为了降低挡土墙后的孔隙水压力，在挡土墙中设计PVC排水管降低墙后水位。但是在实际工程设计中，很少考虑遭遇强降雨时尤其河道未蓄水前遭遇强降雨时挡土墙的稳定性分析。本文以大型有限元软件ABAQUS为平台，以排... 详细信息

在挡土墙设计中，往往为了降低挡土墙后的孔隙水压力，在挡土墙中设计PVC排水管降低墙后水位。但是在实际工程设计中，很少考虑遭遇强降雨时尤其河道未蓄水前遭遇强降雨时挡土墙的稳定性分析。本文以大型有限元软件ABAQUS为平台，以排水管模拟理论为基础，建立考虑排水管作用下墙后填土的三维稳定渗流模型和遭遇5年一遇降雨工况的三维非稳定渗流模型，分析填料渗透系数、排水管直径、布置间距以及设置高程对挡土墙后孔隙水压力的影响。本文的具体研究内容：（1）介绍了三维渗流的有限元分析原理，并根据“等效渗透系数”理论，运用Fortran语言编写程序计算排水管的等效渗透系数，建立考虑排水管与不考虑排水管两种工况下的稳定渗流模型。（2）分析降雨前稳态渗流的孔隙水压力分布，以此作为初始条件，分析降雨开始后不同时刻的瞬态孔隙水压力，给出不同影响因素对墙后孔隙水压力的影响规律。（3）分析计算挡土墙在不同工况下的安全稳定性，并提出挡土墙排水设计的修改方案。

关键词： ABAQUS 排水管等效渗透系数抗滑稳定抗倾覆稳定

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