完整井稳定流抽水试验渗透系数的确定分析

渗透系数是工程降水设计重要的水文地质参数之一,由于水文地质本身的复杂性和计算的多样性,致使渗透系数计算值往往存在着较大的差异。以郑机线地下车站段完整井稳定流抽水试验为例,对抽水试验结果进行了全过程(抽水段、降深稳定段和水位恢复段)、多方法分析计算,综合确定土层渗透系数。     

基于解析法和数值法反演哈尔滨漫滩区水文地质参数

含水层水文地质参数反演的准确性直接关系到水文地质条件判别的合理性,影响地下工程地下水控制的方案设计、施工安全及造价.目前并无完全适用的解析法来计算水文地质参数.以哈尔滨地铁4号线一期第1标段漫滩区科技五街站抽水场地的抽水试验数据为基础,采用稳定井流Dupuit计算公式、非稳定流Theis计算公式和水位恢复法等解析法,计算出漫滩区浅层含水层渗透系数为35.9～71.3 m/d,平均值为54.1 m/d.利用FEFLOW软件建立了抽水试验场地地下水流数值模型,对水文地质参数进行反演,得到渗透系数为44.5 m/d.结果 表明,通过数值模拟的水文地质参数反演结果与多种解析法计算的结果接近,进一步验证了水文地质参数取值的可靠度.     

用水位恢复数据计算承压含水层水文地质参数

水文地质勘测中的水位恢复阶段，由于没有人力和机械因素干扰，其测量数据可以画出平滑的曲线，更适用于水文地质参数的分析。但常用的双对数配线法操作不够简便，Theis水位恢复法有若干假设条件和要求，在实际中难以符合。结合实际工作中非稳定抽水阶段流量常“抖动”而难以利用和水位降深较快的特点，论证了利用似稳定降深和Cooper—Jacob直线法计算承压含水层渗透系数K的可行性，通过实地抽水试验及稳定流计算方法检验，表明计算结果可靠。     

水井抽水引起地基沉降影响范围探讨

研究目的:地下水开采是引发地面沉降的的主要原因,且集中抽水引起的不均匀沉降会对高速铁路工程造成严重危害。因此,研究水井抽水引起地基变形过程,合理估算地基沉降范围,用以指导地面沉降区内的高速铁路选线及采取可靠的防治措施。研究结论:(1)基于离心模型试验结果,采用数值模拟方法模拟分析了不同深度条件下水井抽水引起地基沉降的规律和影响范围,模拟结果表明靠近抽水位置区域的地基变形大于远离水抽水位置区域,排水引起的地基沉降量与其不均匀程度随着排水次数和沉降的增大有逐渐减小的趋势;(2)不同深度抽水时引起地面沉降过程及影响范围有所不同,浅层抽水时不均匀沉降较为严重,影响范围较小,深层抽水时地基沉降较平缓,但影响范围较大;(3)承压水单井稳定流抽水引起的地基变形影响范围与含水层渗透系数负相关,与开采量正相关,若控制地下水开采量,其变形影响范围是可以控制的,一般不会超过1 000 m;(4)当高速铁路经过地面沉降易发区时,需采取绕避集中抽水区域、封井、禁采、限采及控制地下水开采量等多重措施;(5)该研究成果可指导高速铁路选线和铁路沿线地面沉降防治等领域。     

地铁隧道过海段复合衬砌参数的敏感性分析

以青岛地铁1号线胶州湾过海隧道为研究背景，选取了影响复合式衬砌外围水压力的9个主要影响因素，在利用Midas有限元数值分析软件的基础上，采用正交试验设计法分析了2种测试水平下这9个因素对水压力折减系数的显著性影响水平。结果表明：影响二次衬砌外围水压力大小的显著性因素为二次衬砌外围半径和围岩渗透系数与二次衬砌渗透系数的比值；影响初期支护外围水压力大小的显著性因素为围岩渗透系数与注浆圈渗透系数的比值、注浆圈厚度、围岩渗透系数与二次衬砌渗透系数的比值及隧道半径。其中，围岩渗透系数与二次衬砌渗透系数的比值对二次衬砌、初期支护的外围水压力均有显著性影响。因此，在海底隧道设计和施工过程中，应重点关注衬砌的渗透性能，注意支护结构的参数设计和选取，以保障海底隧道的顺利开挖及运营安全。     

抽水地面沉降中含水层渗流变形耦合模型研究

研究目的:上海和常州的地面沉降观测数据表明在深层抽水时含水层会发生较大的压缩变形,从而导致含水层渗透性的变化,但在现有模型中含水层变形通常被忽略.针对这一问题,本文提出可以考虑抽水过程中含水层渗透性随水位降深发展的实时变化的渗流-变形耦合模型.研究结论:(1)砂性土中孔隙比与渗透系数在半对数坐标中的线性关系;(2)上海...     

水文地质试验技术应用研究

目前常用的渗透系数现场测定方法主要有抽水试验、提水试验、注水试验等,这些方法所需人力、物力多,受野外条件限制大,试验周期长.介绍了微水试验技术的基础理论和试验方法,并与传统试验方法进行比较,结论是利用微水试验原理开发渗透系数快速测定系统,能够节省人力和试验费用,现场快速取得试验结果.     

基于Hvorslev模型的微水试验应用

对Hvorslev模型进行分析,介绍利用微水试验测定渗透系数的计算公式。实际工程对比试验结果表明,基于Hvorslev模型的微水试验结果与常规抽水(注水)试验结果接近,说明该方法能满足工程需求,可在工程勘察中推广应用。     

水底隧道复合式衬砌水压力影响因素分析

富水量较大的水底隧道,隧道防排水系统对于控制隧道涌水量和衬砌外水压力十分重要。采用数值计算方法,研究固定水头下水底隧道不同注浆参数、衬砌渗透系数及隧道控制排水量对衬砌水荷载的影响,并与轴对称解析解结果进行对比验证。研究结论:(1)渗透系数增加和注浆圈厚度减小都致使衬砌外水压力的增加;(2)初衬渗透性的变化对初衬外水压力的影响十分显著;(3)数值解与解析解的结果相差不大,非圆形隧道截面可利用等效半径求解衬砌外水压力和隧道涌水量的解析解,并用于隧道防排水的初步设计;(4)隧道注浆圈参数和初衬渗透系数一定时,增大控制排水量有利于减小二衬背后外水压力。     

基于特定环境限制的隧道允许排水量计算与结构优化

隧道允许渗水量对地下水及结构影响较大,为确定其合理值,首先利用反映法将有界含水层用映射原理转化为无界问题,再基于线性系统叠加原理求解控制点水头势函数,进而利用环境限制条件计算渗水量极限值解析解,同时推导初期支护内外壁水头压力表达式,最后基于工程案例对理论公式进行验证并优化设计.研究结果表明:隧道允许渗水量与控制点周围介质渗透系数及水位允许降深的乘积成正比;降低注浆圈与初期支护渗透系数可减少隧道涌水量,但超过一定界限后隧道涌水量对两者渗透系数的敏感性均可忽略;注浆圈半径增大到一定程度后(本实例为6 m),环向盲管工作状态对二次衬砌外壁水压力影响急剧增大,须定期对环向盲管进行检查,避免水压力对防水板及二次衬砌造成较大破坏.     

隧道衬砌水压力荷载及内力研究

通过轴对称解析计算和有限元数值计算隧道在不同衬砌渗透系数、不同注浆圈厚度、不同衬砌厚度条件下,衬砌背后的水压力、流量及衬砌内力,分析影响水压力的因素和水压力对衬砌内力的影响,轴对称解析计算和有限元数值计算结果显示水压力和流量十分接近。衬砌不透水时,水压力荷载系数不折减;在控制排水的条件下,调整衬砌渗透系数、注浆半径和衬砌厚度可以改变水压力、流量和衬砌内力。设计时正算水荷载,施工时通过监测流量反算水荷载,对水荷载设计进行检验和修正。     

铁路隧道排水对环境的影响分析

西铁车2号隧道位于山东省境内,全长7 851 m,洞身围岩主要为寒武系中统灰岩,无大规模岩溶现象,施工过程中,局部段落存在渗水现象,为了分析隧道排水对周围环境的影响,首先通过大口径井抽水理论计算分析隧道区域内的抽水影响半径,其次根据区域内的水文地质条件分析其补给、径流、排泄的关系,最后根据历年区域内的月降雨量综合分析隧道施工排水对区域水文地质环境的影响。根据影响半径预测隧道排水可能影响宽度为136~208 m,根据径流状态分析,隧道排水对泉峪村水井基本无影响,对西埠村水井有一定的影响,根据降雨量分析,2013年降雨量比2012年少了42.8%。综合上述分析,隧道开挖排水对泉峪村水井基本无影响,对西埠村水井有一定的影响,地下水水位下降的主要原因是该地区降雨量的大量减少。     

浅层地下水开采对高速铁路工程的影响及对策

研究目的：研究掌握浅层地下水开采引起的地面沉降特征及其对高速铁路工程的影响,提出针对性的防治对策与工程措施,供高速铁路勘测、设计及施工参考。研究方法：结合华北平原地面沉降情况,建立浅层地下水开采引起地面沉降的固结沉降模型。研制离心场中地基抽水的模拟和测量系统,进行了离心模型试验,测量抽水过程中粉土地基孔隙水压力和沉降的变化及分布规律,并对比分析了对不同型式桥梁的影响。研究结果：对浅层地下水开采引起的地面沉降机理进行初步分析,基于离心模型试验结果探讨了浅层抽水引起地基沉降的过程和特征,评价了地基不均匀沉降对特殊桥梁形式的影响,并提出了针对性的防治措施和对策。研究结论：浅层地下水开采造成的不均匀沉降对高速铁路工程的影响较大,需通过控制线路附近地下水开采、采取适宜的工程结构措施加以防治。     

内燃机车电控喷油系统模拟计算与实验

对内燃机车柴油机电控喷油系统进行了数值模拟计算,将电磁阀闭合后的燃油流动过程等效为一维流体非定常流动,用连续性方程和动量方程建立了数学模型。将电控单体泵系统划分为单体柱塞泵、供油凸轮、高压油管、电磁阀和喷油器几个子模块并分别进行数值计算,确定了油管两端的边界条件。以单体泵初始状态和外部条件为输入量,采用特征线法得出各点的燃油压力,并将仿真结果以图形的方式输出;在电控喷油泵试验台上进行了压力特性试验,得到不同凸轮轴转速下的泵、嘴端的喷油压力波形。两者对比验证了数值计算和分析的准确性,得出电控单体泵各部件参数对喷油过程的影响,为内燃机车柴油机电控燃油喷射系统的研制打下了理论基础。     

桩径对Mindlin附加应力系数的影响分析

基于Mindlin理论关于点荷载附加应力系数的解析解答,研究不同土体泊松比、桩长条件下桩径对Mindlin附加应力系数的影响规律,确定不同偏差标准下必须考虑桩径影响的最小范围,并给出需考虑桩径影响最小范围的拟合公式。研究结果表明,土体泊松比Mindlin附加应力系数总体影响较小,统一采用0.35土体泊松比引起附加应力计算偏差一般不超过5%;Midlin附加应力计算中,必须考虑桩径影响的最小范围主要与桩径相关,且随桩长的增加而增大;分别采用1%和5%误差标准时,必须考虑桩径影响的最小范围分别为桩径的13.6倍和6.41倍。     

宁波轨道交通某车站深基坑工程承压水降压抽水试验及数值模拟

为降低深基坑工程由于地下水诱发的风险,有必要通过抽水试验确定各地层(特别是承压含水层)的水文地质参数。针对宁波轨道交通某车站深基坑工程,首先通过现场不同降压工况的抽水试验,获得了不同土层的水文地质参数。在此基础上,运用三维非稳定流有限差分法分析了降压方案的可行性,为今后类似工程的设计和施工提供了借鉴。     

时速350/250km共线高速铁路曲线半径动力特性研究

线路曲线半径是高速铁路主要技术标准之一,与高速铁路机车车辆运行时的舒适性、安全性及轮轨动力特性密切相关。运用多体动力学软件um建立高速铁路车线模型,考虑高速铁路轨道不平顺情况,研究曲线半径对列车运行时动力响应的影响。研究表明,随曲线半径的增加,横向加速度、脱轨系数、轮重减载率、磨耗功参数均呈现递减趋势,但半径超过7 000 m时递减趋势有所减弱,半径大于8 500 m时,各项指标趋向稳定。在满足安全性的条件下,为营造出优良舒适性,建议时速350/250 km共线高速铁路曲线半径取8 000 m,困难情况可取7 000 m。     

一种小半径曲线桥上无缝线路稳定性加强方案研究

针对小半径曲线桥上无缝线路稳定性问题,提出一种无缝线路稳定性加强方案,建立了考虑护轨作用的计算模型,通过修改计算参数,分析护轨本身和加强方案对桥上无缝线路稳定性的影响。结果表明:考虑护轨的影响,曲线半径小于600 m地段的无缝线路稳定性会被降低;在加强方案下,曲线半径大于250 m地段的无缝线路稳定性均能够得到提高,且随着曲线半径增大,提高量显著增大;加强方案下的护轨横撑槽钢强度能够满足要求;建议在进行小半径曲线桥上无缝线路稳定性分析时考虑护轨的影响,采用60 kg/m钢轨护轨的对桥上无缝线路稳定性影响的效果要好于采用50 kg/m钢轨护轨。