三峡库区港口岸坡渗流自由面求解方法研究

天然岸坡同港口码头排水岸坡的渗流场相比较,地下水运动规律各不相同,用传统的方法求解码头岸坡渗流自由面是很困难的,为此提出了基于竖直平面二维流的渗流自由面计算常微分方程,运用该方程可通过解析计算精确得到港口岸坡渗流自由面的分布和随时间的变化规律,消除了复杂的计算过程,计算方法简单,计算结果可靠,能有效地指导库区港口码头建设和地质灾害防治.     

三峡库区港口岸坡渗流自由面求解方法研究

天然岸坡同港口码头排水岸坡的渗流场相比较,地下水运动规律各不相同,用传统的方法求解码头岸坡渗流自由面是很困难的,为此提出了基于竖直平面二维流的渗流自由面计算常微分方程,运用该方程可通过解析计算精确得到港口岸坡渗流自由面的分布和随时间的变化规律,消除了复杂的计算过程,计算方法简单,计算结果可靠,能有效地指导库区港口码头建设和地质灾害防治.     

非饱和岩体三场耦合控制方程

为研究非饱和岩体对温度场-渗流场-变形场三场耦合作用的响应,采用等效连续介质模型,根据质量守恒方程、线动量平衡方程和能量守恒方程以及相应的物性方程（状态方程和本构方程）推导了非饱和岩体三场耦合控制方程,包括岩体变形场控制方程、地下水渗流场控制方程和岩体温度场控制方程.在推导三场耦合控制方程中,舍弃了局部热平衡假设,而采用热弹塑性本构关系,并考虑了温度梯度对地下水渗流的影响.     

边坡渗流研究现状及趋势分析

渗流力学是岩土力学重要的学科分支,尤其对边坡的安全与稳定通常具有控制性作用.作者基于大量资料分析,将边坡渗流研究现状概括为渗流分析模型、渗流计算、应力场和渗流场耦合、渗流自由面以及渗透系数分析等5个方面,详细论述了每个方面的核心内容及基本思路;并以三峡库岸边坡为例论述了边坡渗流研究的发展方向.     

边坡渗流研究现状及趋势分析

渗流力学是岩土力学重要的学科分支,尤其对边坡的安全与稳定通常具有控制性作用.作者基于大量资料分析,将边坡渗流研究现状概括为渗流分析模型、渗流计算、应力场和渗流场耦合、渗流自由面以及渗透系数分析等5个方面,详细论述了每个方面的核心内容及基本思路;并以三峡库岸边坡为例论述了边坡渗流研究的发展方向.     

高阶交错网格有限差分法的地震波场数值模拟

基于地震波波动方程和有限差分法,针对多种不同的复杂地质模型,进行高阶交错网格地震波场模拟仿真研究.首先对地震波波动方程原始形式进行推演,得到一阶速度应力弹性波方程,然后用时空二元高阶交错差分网格的方法对其进行离散化,最后对三层背斜模型、断层模型和含油模型进行了数值模拟实验,获取相应的波场快照和地震道图像进行对比分析,并讨论了差分阶次对于仿真精度的影响.仿真结果表明：算法计算精度准确,计算效率高,适合于模拟非均匀介质、复杂构造和复杂地质体的地震波场.     

饱和多孔介质冻融过程的混合物连续介质理论

应用混合物的连续介质理论,建立了冻融过程中饱和多孔介质的渗流场、应力场和温度场耦合作用的数学模型。该模型以多孔骨架位移、水头和温度为基本变量,包括水总质量守恒方程,总应力平衡方程和总能量守恒方程。该模型可简化为未冻区域内的三场耦合模型,两场耦合的渗流-弹性模型,热-弹性模型和热-渗流模型,以及单场作用的渗流模型,弹性模型和热传导模型。     

水下隧道开挖面三维渗流场解析及涌水量预测分析

开挖面前方地层水压力及渗水量值是水下隧道工程重要参数,也是开挖面支护力设计、超前堵水加固参数设计的重要指标. 针对以往二维渗流模型分析水下隧道开挖面前方三维渗流场的局限性问题,首先,建立考虑开挖面前方渗流等势面为空间曲面的水下隧道三维渗流解析模型;其次,推导以开挖面所在平面为分界线的全部未开挖区半地层空间的水头分布函数,得出开挖面渗水量及前方地层孔隙水压力计算公式;最后,分析超前加固厚度、土体与超前加固渗透系数相对值等因素对开挖面前方水压力及渗水量的影响. 分析结果表明:与以往考虑开挖面正前方为二维渗流场的理论模型相较,三维解析模型能更好地反映开挖面前方空间渗流形态,且涌水量与水压力计算结果误差在5%以内;当掌子面前方加固范围为2倍洞室直径,超前加固区与地层相对渗透系数取值50,为安全合理的超前堵水加固参数.      

基于指数形式渗流的成层地基一维固结半解析解

为了计算基于指数形式渗流的成层地基一维固结变形,将指数形式的渗流模型引入传统的成层地基一维固结理论,建立了变荷载条件下的控制微分方程;采用解析法与数值离散相结合的半解析法对控制方程进行求解;在指数形式渗流退化为达西渗流的条件下,将半解析法的计算结果与解析解进行比较,验证了半解析法计算结果的可靠性.最后,结合某双层地基固结实例对不同参数时的固结性状进行了分析.结果表明:用半解析法计算基于指数形式渗流的成层地基一维固结简便、可靠;上层土比下层土的渗流指数对固结速率的影响显著;压缩性小、渗透性大的土层越厚,成层地基的固结速率越快;加载速率越快,固结速率越快.      

湘江长沙综合枢纽左岸二期围堰稳定分析

采用GEOSTUDIO边坡稳定及渗流分析程序,对围堰在设计洪水位时、过水工况及降雨条件下纵向边坡渗流和稳定情况进行了分析.分析结果表明:防渗心墙对围堰和边坡具有良好的防渗作用,它增强了围堰和基础边坡的稳定性.在降雨和过水情况下,堰体内渗流场发生明显改变,应对背水坡结构进行优化或采取适当安全预防措施.     

工程岩体地下水渗流—应力—温度耦合作用数学模型的研究

为了探讨工程岩体赋存地下水渗流场、应力场与温度场之间存在的相互作用,从场性能等效的原则出发,通过等效性能场之间耦合作用机理的研究,初步建立了一个工程岩体地下水渗流场、应力场与温度场耦合作用的简单的数学模型,为３场之间耦合作用定量研究提供参考。     

降雨入渗时沥青路面流固耦合作用的力学响应

应用ABAQUS软件建立降雨入渗条件下的沥青路面渗流有限元模型,得到相应的渗流规律和渗流场的分布状态;在建立合理的降雨渗流场边界的基础上,运用多孔介质流固耦合理论分析了沥青路面在渗水和行车荷载作用下的力学响应。研究表明:降雨入渗过程将会导致沥青路面内部饱和度和孔隙水压力出现显著的变化;在动态荷载的作用下,降雨入渗后的沥青路面内部各项应力指标呈现波动特性,孔隙水压力与流速出现了较大的正、负逆转。     

Forchheimer方程参数量化及达西—非达西转变临界点

为探究岩体裂隙中水流的运动规律，基于真实岩体材料建立裂隙渗流模型，对裂隙中的渗流状态及渗流参数进行了研究. 区别于水泥、玻璃、亚克力、钢材等常见非石材类材质，选用天然大理石岩块为基材构建单裂隙渗流模型，开展不同隙宽（0.77、1.18、1.97、2.73 mm）的渗流试验，考察压力损失与流量的关系，探讨达西—非达西流转变的临界点及Forchheimer方程的参数量化问题. 研究结果表明:隙宽为0.77 mm时压力梯度与流量基本呈线性达西关系，随着隙宽和流量的增大，二者呈现出明显的非达西特征，可用Forchheimer方程描述；Forchheimer方程的粘滞项和惯性系数均可表达为隙宽的幂函数，引入雷诺数对惯性项系数进行修正可以减少误差；提出以压力梯度-流量曲线的斜率变化特征来判断达西—非达西流临界点的方法，并在本试验中得到了验证.