降雨条件下炭质泥岩-土分层路堤渗流特性分析

为分析降雨条件下炭质泥岩-土分层路堤渗流特性,文章以西南某高速公路路堤填筑工程为例,采用数值计算软件对降雨条件下炭质泥岩-土分层路堤的渗流特性进行分析。结果表明:在降雨期间,靠近坡面的土体内部易形成暂态饱和区,而在边坡内部未形成暂态饱和区;边坡内部粉质黏土基质吸力下降幅度比炭质泥岩下降幅度大,且距离坡面越远,基质吸力下降的时间越晚;降雨期间坡面土体孔隙水压力上升幅度较大,而边坡内部土体孔隙水压力无明显升高。     

采用声纳技术检测隧道管片壁后渗流的试验研究

地下水渗流检测一直是地铁隧道工程领域的难题。文章以佛山地铁2号线南-湖区间盾构隧道施工为背景,采用三维流速矢量声纳技术,首次开展了国内管片壁后渗流声纳检测现场试验。通过对不同泥水舱压下不同点位进行检测,并对管片壁后渗流场分布形态进行拟合成像和数据分析,确定了壁后渗流位置;通过对比注浆前后地表沉降量及沉降速率变化情况,验证了采用声纳技术检测隧道管片壁后渗流的可行性及可靠性。     

渗流对边坡稳定性的影响分析

边坡土体内渗流场与应力场是相互作用、相互影响的一个整体。针对地下水渗流对边坡稳定性的影响,文章开展渗流场与应力场相互作用机理的研究,并利用ABAQUS有限元软件进行建模分析,验证有限元强度折减法及其失稳判据在边坡稳定分析中的可靠性及合理性。结果表明:地下水渗流作用影响下的边坡稳定性明显降低,安全系数由未考虑渗流作用时的1.33降至1.097,边坡发生失稳破坏,地下水渗流是影响边坡稳定的重要因素。     

沉积岩水力压裂问题数值模拟及解析解研究

在岩体隧道工程的勘测、施工、运营整个过程中,水力压裂是一种需要重点关注的力学机制。文章针对层理性沉积岩材料,运用有限元断裂损伤模拟和解析推导两种手段开展水力压裂问题研究。基于多场耦合有限元分析软件,结合线弹性断裂准则与损伤本构模型,二次开发了可以表征微裂纹的渗流-应力-损伤耦合岩石模型,并应用于饱和渗流岩体水力压裂过程,通过引入弥散的平行微裂纹表达沉积岩的层理,建立沉积岩圆筒模型模拟孔径注水、外加围压条件下的水力压裂行为,研究其压裂破坏模式及渗流分布模式。另外,通过变化孔径和围压,探讨临界起裂水压与围压、试件孔径的定量关系。为了验证数值模拟所得起裂压力规律,基于渗流理论和弹性力学基本方程,结合模拟中得到的张拉破坏模式,推导了均质线弹性渗流岩体圆筒的临界起裂水压公式。解析与数值计算结果对比显示,两种途径得到的起裂压力吻合很好,偏差呈现在3%以内;围压越大,起裂压力越大,两者近似呈线性关系;孔径越小,起裂压力越大,两者在一定范围内近似呈负斜率线性关系。同时,起裂压力解析解总是略大于数值解,这反映出解析方法与数值方法基本材料假设不同所造成的影响。在材料性质参数一致时,基于理想线弹性体假设得到的起裂压力会大于引入初始损伤层理的材料算得的起裂压力。     

降雨入渗对炭质页岩边坡稳定性的影响

在降雨影响下,边坡内渗流场会发生改变,雨水会与炭质页岩发生相关反应,最终使边坡发生滑坡等自然灾害。文章结合非饱和土体的抗剪强度理论,运用Geoslope有限元分析软件对不同降雨方案下炭质页岩边坡的稳定性进行研究。结果表明:当其他条件一定时,降雨强度越大,在开始一段时间内边坡的安全系数下降较快,随之下降速度又逐渐变缓,最终炭质页岩边坡已经处于不稳定状态;降雨历时越长,渗入量越大,炭质页岩边坡随时可能出现滑坡现象;当饱和渗透系数在小于降雨强度的范围内变化时,边坡安全系数变化敏感性强,在饱和渗透系数大于降雨强度的范围内变化时,边坡安全系数变化敏感性较弱。     

盾构隧道局部渗漏水对周围土体孔隙水压力的影响

文章基于复变函数的保角变换方法将含有隧道的半无限平面映射为同心圆环计算域,将隧道周围土体视为均质连续各向同性的饱和介质,通过边界配点法控制盾构隧道局部渗漏水的边界条件,并将解析法与数值法相结合求解了稳定渗流时饱和土体二维渗流的基本微分方程,得到了盾构隧道局部渗漏水引起周围土体孔隙水压力变化的半数值半解析解。结合工程算例,应用该计算方法探讨了隧道渗漏水范围、渗漏水位置、地表与隧道渗漏水边界处总水头差等因素对隧道周围土体孔隙水压力的影响。研究结果表明:盾构隧道发生侧向渗漏水时,周围土体孔隙水压力在水平向1倍隧道中心埋深的范围内变化较大,且渗漏水范围越大。其衰减速度越显著;隧道渗漏水引起的地表与隧道渗漏水边界处总水头差越大,其对土体孔隙水压力的影响越显著,且孔隙水压力的减小量与总水头差呈等比例变化;隧道侧向渗流量随地表与隧道渗漏水边界处总水头差的增大而增大。且两者呈线性关系。     

渗流作用下软硬互层砂岩边坡稳定性研究

文章利用Midas GTS有限元岩土分析软件,建立了软硬互层砂岩边坡模型,模拟开挖边坡内部土体的变化特征,并把渗流引入计算中,分析渗流作用下边坡的稳定性及影响因素。研究表明:互层边坡滑动特征为土体滑动,切割砂岩形成破坏;渗流对边坡影响显著,但是边坡稳定性对入渗边界和入渗水头压力不敏感;土层厚度对边坡稳定性影响显著。     

渗流对铁路隧道内空气温度的影响

由于列车散热使得铁路隧道内空气温度升高,隧道热环境的恶化对列车安全运行及隧道内设备的可靠性带来一定的影响,隧道内热环境的模拟研究对铁路发展具有重要意义。文章通过建立隧道内空气温度非稳态模拟计算模型进行分析,重点考虑了隧道围岩内渗流对空气温度的影响;采用有限体积法对方程进行离散,用Matlab工具编写隧道内空气温度模拟计算程序;分别在不同的渗流作用系数下,对单线铁路隧道内空气温度进行模拟计算。分析得出,渗流对隧道内空气温度具有较大的影响,在隧道内热环境模拟中,特别是对于中长期模拟计算中不能忽略渗流的影响作用。     

降雨条件下气泡轻质土边坡渗流及稳定性分析

为了研究持续降雨条件下气泡轻质土边坡的渗流特性及稳定性变化,运用Hy-drus 2D/3D软件分析不同降雨强度、降雨持时以及渗透系数对气泡轻质土作为路基边坡填料时的渗流及稳定性的影响.结果 表明:(1)在降雨持时相同的情况下,降雨入渗深度随着雨强的增大而增加,而安全系数则随之减小,但两者的变化速率均呈现先增大后减小的趋...     

无充填裂隙岩体渗流地层冻结温度场演化规律研究

渗流作用下冻结温度场的求解是一个移动边界、相变、内热源、温度场和渗流场相互影响的多场耦合问题。文章建立了无充填裂隙岩体含相变的渗流场及温度场耦合模型,采用单因素法研究了冻结管间距对渗流作用下无充填裂隙岩体冻结壁演化规律的影响。结果表明:冻结管间距对冻结壁交圈时间的影响规律符合指数函数特征,冻结管间距越大,冻结壁交圈时间越长,且增幅越大;冻结管间距越大,形成同样界面冻结壁厚度所需的冻结时间越长;冻结管间距存在一个临界值,大于该值后,界面冻结壁扩展成相同厚度所需的冻结时间随冻结管间距的增大而急剧增加;冻结管间距越大,冻结壁平均温度下降到设计温度所需冻结时间越长。     

高水位富水隧道衬砌结构设计刍议

文章应用渗流理论建立岩体渗流计算模型,推导了隧道衬砌外缘剩余水头的计算公式,介绍了荷载-结构计算模型、理论解析计算和有限元计算三种抗水压隧道衬砌结构设计方法.     

油罐荷载作用下的饱和黄土地基沉降试验研究

文章结合兰州原油末站（罐区）地基处理工程实例,采用土工离心模型试验对油罐荷载作用下的黄土地基进行模拟分析,总结出油罐荷载作用下饱和黄土地基的沉降机理与承载行为,为油罐荷载作用下饱和黄土地基的沉降及控制研究提供参考。     

降雨作用下的膨胀土路基渗流场分析

含水率的变化是引起膨胀土路基产生胀缩变形的重要因素.文章通过非稳态渗流有限元模拟降雨和蒸发作用下膨胀土路基中的渗流场,分析土工膜的防渗效果以及防渗深度对于路基中含水率分布的影响.     

考虑渗流场与应力场耦合的边坡稳定性分析

文章在介绍渗流问题有限元公式的基础上,运用变单元渗透系数法的原理,利用ANSYS软件的APDL语言开发了二维稳定和非稳定渗流的程序,通过迭代即可较准确地求出自由面的位置;同时,针对某一具体算例,分别对不考虑应力影响下的渗流场和不考虑渗流影响下的应力场以及两场相互耦合时的稳定性进行了研究,为非稳定渗流下边坡稳定分析和滑坡灾害预报等方面提供有用的参考。     

隧道工程中氡的运移规律及其控制研究

隧道工程由于爆破施工使岩体产生大量的裂隙,形成介质中氡及子体的析出.文章根据氡及子体运移规律的研究,提出了合理调整地下通风和局部地段及时喷锚支护的方案,控制氡的扩散、渗流,确保地下隧道及地表环境不受污染.     

隧道混凝土防水性能研究

从多孔介质渗流力学角度出发,研究了水在混凝土中的渗流规律,通过试验测定了混凝土的渗透系数和启动压力梯度,并结合非Darcy渗流理论分析了水在混凝土内渗透深度和时间的关系.结果表明,混凝土的渗透系数极低;水在渗透过程中存在一个平衡深度;隧道混凝土可以达到较高的抗渗等级,而抗渗等级法不适合评价高强混凝土.通过研究,提出抗收缩能力才应是防水混凝土的关键问题所在,并希望在今后的防水混凝土配合比设计中得到足够重视.     

三维声呐检测技术在南宁轨道交通5号线工程施工中的应用

为确保深基坑施工过程中地下连续墙发挥良好的止水隔水效果,以南宁轨道交通5号线广西大学站主体结构深基坑开挖前地连墙渗漏水检测及处理为例,从原理、施工方法、应用成果上介绍了三维流速声呐渗流检测技术的应用,通过对检测数据的分析、类比及评估,更好地掌握地下连续墙接口处整体渗流情况,精准定位了地下连续墙质量缺陷位置,并针对性地采取处理措施,形成有效的事前控制机制。实际开挖过程中地下连续墙无渗漏事故发生,从应用效果上对后续工程作出了参照并提出了下一步应探索的方向。     

不同降雨强度对土质边坡稳定性影响数值分析

以非饱和渗流理论为基础,建立有限元计算模型,研究不同强度持续降雨条件下,某公路土质路堑边坡特征点处孔隙水压力变化规律及边坡稳定性随降雨时间变化规律。结果表明：（1）随着降雨强度增大,雨水冲刷作用增强,引起土体孔隙水压力加速上升,雨水急剧入渗造成非饱和土中基质吸力的丧失或减小,导致边坡抗剪强度下降,最终诱发边坡失稳;（2）降雨2 d内边坡稳定性急剧下降,降雨2～6 d边坡的稳定性下降幅度减小,停雨2 d后稳定性有小幅度回升,但未能恢复初始状态;这表明降雨破坏对边坡稳定性的影响是不可逆的,因此在工程中应及时支护、实时监测,避免边坡滑移破坏。     

黄岛地下水封洞库地应力对裂隙岩体渗透特性影响研究

裂隙岩体渗透特性是评价地下水封洞库水幕系统水封效果的核心内容,而裂隙岩体总是赋存于一定的应力场和渗流场中,因此,研究地下水封洞库地应力对裂隙岩体渗透特性的影响具有重要意义。文章以黄岛地下水封洞库建库围岩为例,首先介绍了裂隙岩体渗流运动的基本规律及应力对渗流作用的影响机理;在此基础上,通过水压致裂法和压水试验分别得到了研究区岩体地应力、渗透特性参数及其随孔深的分布规律,并通过回归分析建立了裂隙岩体渗透系数与地应力关系表达式。结果表明,渗透系数随地应力增大而逐渐减小,并呈负指数变化规律。最后分析了渗透系数与地应力呈负指数关系的主要原因。该研究结果可为地下水封洞库埋深设计、水幕孔布置等提供参考。     

海底隧道涌水量的预测及其应用研究

文章采用理论分析方法,推导了均质围岩中海底隧道注浆圈外表面、衬砌外水压力及涌水量的理论解析公式,并分析了涌水量与各量值之间的关系。通过对地下水渗流场数学模型研究,采用等效连续介质模型用数值方法分析了隧道渗流场的分布,计算出海底隧道的每延米涌水量,并与理论解析解进行了对比分析。结果表明,海底隧道的涌水量不仅与围岩和注浆圈的渗透系数的比值关系密切,而且还与隧道的半径、远场水压力、注浆圈的半径有关;数值计算所得结果与理论解析公式计算得到的涌水量基本一致;为了确保海底隧道施工及运营的安全,应采取"以堵为主,限量排放"的治水方案。