双塔水库大坝渗流反演分析与特征水位渗流计算研究

结合双塔水库大坝现场检查以及地质勘探情况,通过渗流观测资料分析对坝体渗漏成因进行了分析,通过Auto Bank软件建立平面典型断面有限元模型,通过参数渗流参数反演分析调整了本次计算的渗透系数,计算得到浸润线规律符合一般均质坝分布。并进行了特征水位下稳定渗流计算分析,计算结果表明心墙下游侧出逸点偏高,并未自心墙与坝基接触部位形成出逸,坝脚出逸处渗透坡降满足要求。     

基于粒子群支持向量机的高心墙堆石坝渗透系数反演

渗流场参数的获取是研究运行期高心墙堆石坝渗流特性的难点之一。针对糯扎渡高心墙堆石坝,利用饱和–非饱和渗流场有限元程序生成学习样本,借助支持向量机的高度非线性映射能力,建立了渗透系数与水头之间的映射关系。再以识别误差目标函数为适应值,采用粒子群优化算法反馈搜索以建立大坝渗透系数反演模型。以大坝最大横剖面典型渗压计测点为实测点,采用一维固结理论推导了大坝心墙超静孔隙水压力消散计算公式,并对心墙水头实测值进行修正。通过对运行期库水位稳定时段渗流场的反演得到大坝待反演分区的渗透系数,再利用水位上升期对应的渗流场进行验证。结果表明,渗透系数反演结果是合理的。     

基于屈服接近度的围岩安全性随机分析

为研究岩体自身的非均质性对围岩松动区范围的影响效应,提出一套围岩稳定性的随机性分析方法。首先将屈服接近度的相补参量视为随机变量,通过对多种岩石室内强度试验数据的统计分析,研究相补参量的统计特征,表明相补参量服从Weibull分布。其次采用随机性分析方法模拟了围岩的随机松动区,结果较好地反映了非均质围岩的损伤破坏特点。同时,详细讨论工程中岩体的力学参数及相补参量的概率分布函数即Weibull分布函数的参数对围岩随机屈服区大小的影响规律。给出由围岩松动区的深度反演求得岩体力学参数和Weibull分布函数参数的进化神经网络方法。最后应用所提出的整套分析方法对一隧道非均质围岩的安全性进行了分析。研究结果表明,这一方法简单实用,能够较好地模拟非均质隧道围岩单元屈服的随机性和屈服区范围的随机波动性,所得结果与实际相符,可为工程的施工安全预测、支护方案设计等提供重要参考。     

基于钻孔资料的某尾矿坝渗透系数反演分析有限元模型建立

根据某尾矿坝目前的库容和运行情况,需对其进行加高扩容改造设计,使堆积高程由目前的802 m升高至860 m。为此,进行了该尾矿库区现状的工程地质与水文地质钻孔勘察,为加高扩容改造设计提供依据。根据该尾矿库区现状实际的钻孔资料和工程地质与水文地质勘察结果,建立用于渗透系数反演分析的整个尾矿库区三维有限元网格模型,为确定该尾矿库区各分区模型渗透系数奠定基础。可以看出,基于实际钻孔资料建立渗透系数反演分析有限元模型是解决实际工程问题的一种实用而有效的方法。     

用Visual Modflow软件构造急倾斜非均质含水层的数值模型

徐州某地铁车站为地下两层岛式站,车站下伏基岩倾角较大,岩性分布呈条带状,构成相对独立的含-隔水条带,为急倾斜非均质含水层,现有解析法难以充分反映其水力响应特征;运用Visual Modflow软件,构建急倾斜非均质含水层数值模型,反演拟合确定了能充分反映其特性的水文地质参数,为降水设计施工提供了准确参数。     

一维稳态流非饱和土渗透系数垂直分布模型及其线性简化

渗透系数是控制地下水流动的重要参数,对渗透系数的空间分布规律进行研究具有重要的意义。基于Gardner模型获取了一维稳态流非饱和土渗透系数沿垂直分布模型,该模型用指数函数描述,受饱和渗透系数和无量纲的深度与流动率等因素的控制;该模型表明一维稳态流条件下均质典型土类的渗透系数其沿垂直方向变化趋势主要受比流量与饱和渗流系数的负数值二者之间的相对大小影响。分别采用泰勒级数方法和以地下水位处及地表处的渗透系数作为控制条件方法对一维稳态流非饱和土渗透系数沿垂直分布模型进行线性近似简化。采用泰勒级数方法获取的简化模型其计算误差随无量纲的深度增大而增大。简化后的模型具有形式简单、参数少等特点。通过算例对比简化模型与原模型的差异,计算结果表明:采用以地下水位处及地表处的渗透系数作为控制条件的方法进行线性近似简化的模型计算误差比采用泰勒级数方法获得的线性近似简化模型的计算误差小。     

基于条件模拟技术的平原区水文地质结构三维建模研究

为了刻画储水介质非均质性问题,本文采用了基于马尔柯夫地层序列分析的分布条件模拟方法,以转移概率矩阵的谱分析函数替代了传统地质统计学中的变差函数,利用协同指示克里格和条件模拟建立模型。文中对方法进行了简单表述,并将其应用于华北平原地区进行实例分析,模拟结果客观反映整个研究区的沉积规律。最后还分析了方法的优缺点,并提出了方法本身再深入研究的方向与思路。     

一维载荷浸水下重塑黄土的水分入渗和增湿变形模型及试验验证

针对黄土载荷浸水情况下水分运移和湿陷变形会产生相互影响,构建一维情况下考虑二者相互影响的水分入渗和增湿变形计算模型,并给出确定模型参数的方法。为验证模型的可靠性,采用自制一维土柱渗透仪进行兰州重塑黄土一维载荷浸水试验,通过室内单元试验获取模型参数,应用模型对载荷浸水试验中水分入渗过程和湿陷变形过程进行预测,对比了预测值和实测值,并对模型参数进行分析和反演。结果表明：建立的模型能合理预测随压力增加浸润锋前进速率降低的规律,并能准确预测湿陷变形随浸润锋深度的变化;考虑到端部绝对饱和区、大孔隙流以及模型中的假定,反演了等效饱和体的饱和渗透系数和锋面吸力水头,反演的参数分别与单元试验所确定的参数在随压力的变化规律上相同、数值上相近,说明模型具有合理性,反演的参数为模型的应用提供了参考依据。     

聚类分析、模糊综合评判在反演含水层渗透系数时的应用

应用聚类分析、模糊综合评判方法建立含水层渗透系数分区,给出各分区渗透系数的级配关系,论述了提高反演计算含水层渗透系数精度的途径。     

非均质地层抽水试验中渗透系数计算方法研究

渗透系数是评价地层渗透性和地下水水量的重要参数。以福州轨道交通2号线某车站的抽水试验为例,分析在非均质地层中的抽水试验中,按稳定流带不同观测孔的各公式和水位恢复法公式分别计算水文地质参数。结果表明,采用稳定流公式计算的渗透系数结果相对准确,采用水位恢复法的计算结果偏大。按稳定流计算渗透系数的结果对降深敏感程度的规律是:单孔主孔+1个观测孔主孔+2个观测孔,主孔观测孔。对含水层为非均质地层的沿海地区,按稳定流、单孔或带1个观测孔等相对"粗犷"的公式求得的水文地质参数更可靠,而按带2个观测孔的公式求得的水文地质参数容易出现异常。     

某水电站坝址区三维渗流参数反演

用有限元法对某水电站坝址区的渗流场参数进行了反演,结合工程地质和水文地质资料以及坝区的钻孔抽注水试验,反演得到了各覆盖层的渗透系数,并计算了整个坝址区的渗流场,为大坝建成后运营期的渗流场计算提供了基础。     

南湾水库坝基顺河断层带渗流稳定性研究

根据南湾水库的蓄水和地质、结构特点,对其坝基顺河断层带进行渗流稳定性研究.根据南湾水库工程大坝浸润线和基岩等水位线图进行坝址区渗流域渗流场反演分析,确定岩体的实际渗透系数.运用二维有限元分析等方法评价,预测水库现状水位和未来高水位各运行工况下坝基渗流场的渗透稳定性.计算分析表明,有限元法计算的断层带最大水力坡降小于断层带允许坡降不会产生渗透变形.     

对《利用地下水潮汐效应估算含水层参数及预测水位变化》一文的商榷

《利用地下水潮汐效应估算含水层参数及预测水位变化》一文存在不足之处,主要表现在地下水与海潮关系模型的适用性有问题,在海潮传播系数中利用孔隙度反算渗透系数方法不合理,渗透系数的估算结果不符合其研究区的水文地质条件等。     

一种基于结构面密度的岩体结构均质区划分方法

根据结构面发育的主要特点以及工程实际需要，合理选择划分岩体结构均质区的岩体参数是必要的。在某些特殊情况下，选择结构面密度作为划分均质区的依据更为合适。为此，提出了一种基于结构面密度的岩体结构均质区划分方法，即密度分区方法，并通过对西南某大型水电站工程侧裂结构面的密度分区，证明了该方法的可行性。该方法简单、直观、易于操作，有很强的推广实用价值。     

Maxwell板状体反演在航空瞬变电磁法找矿实践中应用及效果

航空瞬变电磁法在寻找隐伏和埋深较大的多金属矿产方面具有明显优势。VTEM航空瞬变电磁观测系统2013年引进到国内,先后在多个省区开展了多金属矿产勘查工作,均取得了明显的地质找矿效果。在航空瞬变电磁法找矿实践中,也逐步形成了一套完整的数据处理和资料解释理论及方法。Maxwell板状体反演是航空瞬变电磁数据解释的一种重要技术方法,把复杂地质结构简化为板状体模型来进行研究,获得地下地质地球物理体(或矿体)在三维空间上的分布特征,有效地确定钻探钻孔的位置和参数,直接用于找矿工程实践。文章重点介绍航空瞬变电磁Maxwell板状体反演的目标异常的选择、模型参数定义、典型板状体的正演响应、反演数据准备和正演拟合及反演,并以黑龙江和青海2个已知矿区为例说明Maxwell板状体反演在航空瞬变电磁找矿实践中的应用及效果。     

土石坝渗透系数反演计算研究

将智能算法引入渗透系数参数反演中,可以实现实时率定渗透系数,更好反映工程实际。本文将采用随机森林算法对支持向量机进行了修正,构造了改进支持向量机的土石坝渗透系数反演计算模型,并运用于某粘土心墙石碴坝计算中,计算结果表明:改进支持向量机方法较支持向量机法更为精确,整体较实测值偏大。该方法更好地反映渗透系数的实时性,具有一定的工程适用性与实际意义。     

遗传算法在水文地质参数反演中的应用

本文基于遗传算法 (GA)这一全局优化技术 ,以及地下水模拟的有限元模型 ,给出了地下水系统的反演方法。并应用到北京市应急水源地水文地质参数反演中 ,反演参数包括渗透系数和给水度 ,共 8个分区的 2 4个变量 ,来验证模拟模型的可用性、适用性和鲁棒性。结果表明 ,一般情况下 ,遗传算法可以得到比较满意的结果 ,考虑测量误差和减少观测孔个数的情况下也可以得到与“标准”值相近似的解。通过优化各个变量区间的加速遗传算法可以提高算法的收敛速度。GA在实际参数获得比较困难的情况下可成功用在区域含水层反演模拟中     

裂隙岩体渗透系数张量的反演分析

视岩体为非均质各向异性渗透体，以渗流场中测点水头及流量的计算值与实测值的最佳拟合为准则，把反演岩体渗透系数张量等参数的反问题归结成一个数学优化问题。为了确保反演计算的顺利进行，对极小化目标函数设置惩罚性附加项，在计算机上自动求得岩体工程中三维复杂渗流场反问题的解。最后介绍一个复杂工程实例的求解。     

以地质统计方法推估上海第三承压含水层渗透系数的分布

本文采用地质统计方法分析上海第三承压含水层渗透系数的空间变异性。将取对数后的渗透系数作为区域化变量,计算各个方向的试验变差函数,进行理论变差函数模型拟合,以分析含水层空间结构并判定含水层可能的各向异性。变差函数模型经交互验证后,再采用普通Kriging法进行空间插值获得该含水层的渗透系数空间分布。研究结果表明：对数渗透系数在空间上具有明显的几何各向异性,大约在北偏东300方向有最小的变异性,而在东偏南300方向具有最大的变异性,这与含水层形成的水文地质环境具有密切关系。     

地下空间施工时内部损伤监测的计算机方法

地下洞室施工时围岩损伤场的动态监测对裂隙岩体的安全施工相当重要。利用多元分布参数拟合逼近理论建立损伤场的映射拟合函数反演法 ,以识别与监测围岩损伤的演化。将分布参数系统用若干正交函数族的乘积描述 ,通过量测的位移值反演分配系数以确定损伤的函数分布形式 ,还探讨了拟合项数对反演精度的影响问题以及时变反演与工况、竣工模型反演的比较分析