冻融循环过程中渠道土质边坡水分场变化特征的试验研究

以辽宁省灯塔灌区总干渠为工程背景,利用低温环境模拟试验箱内的边坡模型试验,分析冻融循环对土质边坡的水分场的影响。结果表明:边坡表层的水分与气温有比较明显的关联,这种变化会随着深度的增加而减小,同时还呈现出愈加明显的滞后效应;在冻结过程中,受到温度势的影响,土壤水分表现为向冻结锋面迁移;在融化过程中,土壤水分则表现为向土体表面迁移。因此,经过多次冻融循环之后,土体水分场的分布呈现出趋向均衡的态势。结果对相关理论研究和工程实践具有重要的借鉴价值。     

冻融循环过程中渠道土质边坡水分场变化特征的试验研究

寒区边坡冻害多发且产生机制十分复杂,进行必要的试验研究可以为理论建构提供重要支持。以新疆尔齐斯河流域灌区总干渠为工程背景,利用低温环境模拟试验箱内的边坡模型试验,探究和分析冻融循环对土质边坡的水分场的影响,所得结论对相关理论研究和工程实践具有重要的借鉴价值。     

降水补给地下水过程中包气带变化对入渗的影响

采用野外试验和室内试验方法,通过对不同降水量的入渗过程中岩土含水率和水势变化规律分析,发现入渗水流在包气带内下渗过程的岩土吸水、过水(即水分通量不变、且不等于零)和脱水的不同阶段,当岩土水势的梯度分别大于、等于和小于1cmH2O/cm(厘米水柱/厘米)时,岩土含水率分别表现为增加、稳定和减少。对包气带不同埋深的岩土含水率和水势变化特征分析表明,随着地下水位不断下降,包气带增厚对降水入渗补给地下水的影响程度和方式都发生改变。当包气带厚度小于潜水蒸发极限深度时,包气带的增厚使得岩土水分亏缺累积量增大,导致入渗速率和地下水获取的总入渗补给量减小;当包气带厚度大于潜水蒸发极限深度时,随着包气带厚度增大,入渗速率趋于稳定,无限时间内地下水获取的总入渗补给量不因包气带增厚而变化,但是有限时间内地下水获取的入渗补给量趋小。这是因为入渗途径的延长导致入渗所需时间增加,以至在有限时间内包气带内过剩的入渗水分尚未充分排出补给地下水。     

冻融循环条件下土质类型对衬砌与土体接触面力学特征的影响

在北方寒区的输水渠道工程建设中,衬砌混凝土和基土接触面的剪切破坏对衬砌结构安全存在显著影响.文章研究通过室内模拟实验的方式,研究了不同土质类型下渠道混凝土衬砌和基土接触面的力学变化特征,对在寒区输水渠道工程建设具有一定的指导意义,特别是利用砂土换填粉质粘土可以获得更好的地基防冻胀效果.     

某坝址黄铁矿的分布规律及其对大坝工程的影响分析

某地区已有多个水利工程库坝区地层中发现分布有黄铁矿,由于黄铁矿对岩体的物理力学性质影响不大,常常不易被工程地质人员所重视。但黄铁矿在地表氧化环境下所形成的硫酸根离子（SO4^2-）会对大坝坝基混凝土产生酸蚀作用,从而破坏坝基混凝土结构,降低其强度,给大坝安全带来隐患。某坝址基岩中分布有黄铁矿和黄铁矿的氧化物,对大坝混凝土强度存在潜在影响。为此,就该工程黄铁矿的分布、成因类型、氧化机理及其对工程的影响等进行了详细的研究,得出了一些重要认识。     

包气带中裂隙对轻非水相流体运移和分布影响的模拟研究

岩土体中存在的大孔隙、裂隙等,使其呈现出强烈的非均质性。相比均质介质和不含裂隙的非均质介质,轻非水相流体(Light Non-aqueous Phase Liquids,LNAPLs)会优先通过裂隙管道进入土壤中,其运移规律更为复杂,造成的污染更为严重。为此,研究LNAPL在含裂隙基质中的运移与分布规律显得很有必要,研究成果将为裂隙发育区域的污染修复提供理论依据。本文通过室内试验和TOUGH2数值模型分析了裂隙对LNAPL运移及分布的影响。经过分析发现,LNAPL注入后,裂隙中的压强迅速增加,形成以裂隙为核心的、压强逐渐减小的辐射区;LNAPL优先流入裂隙中,以裂隙为核心向四周缓慢扩散,形成圈层状的饱和度逐渐减小的分布区;相同条件下,裂隙越长,同时刻LNAPL的污染面积越大,LNAPL到达饱水带的时间也越短;裂隙的存在,起到了"快速通道"的作用,使得LNAPL在短时间内渗入土壤中,造成严重的污染。     

降雨对非饱和土质边坡含水率的影响分析

降雨对边坡的稳定性具有重要影响。在降雨作用下,土体含水率增加,抗剪强度降低。基于土 水特征曲线压力板仪试验系统并结合ＧｅｏＳｔｕｄｉｏ中的ＳＥＥＰ／Ｗ提供的典型土－水特征曲线建立非饱和渗 流模型,分析了不同降雨历时下,土体渗透系数对非饱和土质边坡含水率分布的影响。结果表明:当土 体渗透性较差时,入渗深度较浅,且在短期内入渗深度即保持稳定;但当土体渗透性较好时,入渗深度和 达到入渗深度稳定的降雨历时都随之增加。坡脚部位由于受坡体上部结构坡表径流及下渗水补给,土 体含水率最大,应保证该部位排水设施的通畅,防止坡脚部位下渗水导致土体含水率过大,影响边坡稳 定性。     

降雨模式对土质边坡稳定性的影响

降雨是诱发边坡失稳的重要因素。通过数值模拟分析降雨入渗规律,基于饱和-非饱和理论和边坡稳定性分析理论,在相同降雨量和相同历时的4种降雨模式(减弱型,增强型,集中型,平均型)下,运用Geo-studio软件模拟了土质边坡不同部位孔隙水压力随时间的变化规律和边坡稳定安全系数随时间的变化曲线,结果表明:降雨模式对土质边坡降雨入渗规律和稳定性有显著的影响,减弱型降雨模式对土质边坡内孔隙水压力的变化影响最大;在减弱型降雨模式下边坡稳定安全系数下降最快,集中型和平均型次之,增强型下降趋势平缓;坡脚的孔隙水压力变化较坡中部和坡顶的大,离边坡表面深度越大降雨对土体孔隙水压力影响越明显。     

五家子灌区灌溉对地下水及土壤盐渍化的影响分析

在充分利用已有水文地质和土壤资料的基础上，对五家子灌区工程灌溉影响做了详细分析，给出了北方地区地下水的临界深度，并提出了合理的结论和建议；为灌区合理开发利用提供了科学依据。     

磨河水库工程对地下水的影响分析

通过对磨河水库环境水文地质问题和地下水污染源进行调查、对地下水水文现状及变化趋势评价、对地下水水质现状调查与评价,确定地下水影响范围。对地下水的影响分析主要考虑施工期隧洞施工、水库和坝基渗漏对地下水的影响。该水库淹没范围内没有泉眼,且上游没有污染源,施工期基坑排水和运行期水库蓄水对地下水水位影响很小,且不会影响上、下游的地下水的水质;交通洞、导流洞底板高程均位于地下水位以上,在建设期与运行期对地下水均不产生影响。     

北引渠道土质对边坡稳定的影响分析

通过对黑龙江省北部引嫩工程(简称北引)渠道土质特性的分析, 归纳出区域内土质特性的影响因素,提出了北引渠道滑坡的防护措施.     

地下水对土质高边坡稳定性的影响研究

文章以尼尔基下游内蒙古灌区工程为例,运用北京院地质数据BIM管理系统及Civil 3D软件,建立灌区主干渠道高边坡三维地质模型,针对地下水渗透破坏及其它综合作用的影响开展研究。本次研究提出了高边坡渗透破坏影响的精准位置及范围,为施工过程模拟、灾害防治动态BIM模型、灌区运行BIM模型奠定了水文地质分析基础,并切实体现了BIM协同设计高效、低成本、可持续发展的优点。     

包气带岩性结构对降雨入渗能力的影响

降水是鄂尔多斯盆地风沙滩地区地下水的主要补给来源之一,区内包气带岩性结构影响着降雨入渗补给地下水的过程。试验以该区两组均质结构(风积沙、风化砂岩)与两组层状"上粗下细"结构(风积沙-风化砂岩组、风积沙-淤泥质沙组)中水势和水量变化情况分析不同岩性中降雨入渗过程的差异性。结果表明:均质结构和层状"上粗下细"结构降雨入渗过程均呈线性变化过程,但是均质结构的累计入渗量为层状结构的1.5～3.0倍,更有利于降雨入渗;层状"上粗下细"结构中,岩性由粗到细水力梯度增大1.48～1.78倍,下覆细质土较大的水势梯度反映了其低渗性,且降水入渗过程与上覆粗质土无关,主要由下层细质土控制,下层细质土颗粒越细,入渗量越小,较细细质土的入渗量约为较粗细质土的0.66倍。研究结果对于提高鄂尔多斯盆地风沙滩地区水资源评价的准确性具有重要意义。     

土质变化对疏浚效率的影响规律初探

在疏浚工程中,环境气候条件、土质条件、船舶自身性能条件、工程技术条件等等均对疏浚施工效率产生很大的影响。假设其它影响因素不变,单纯的土质条件变化对疏浚效     

厚粉土质砂层灌浆对高围堰变形及防渗墙应力的影响

结合松塔水电站上游围堰,针对复杂深厚覆盖层基础上高土石围堰大变形和防渗墙高应力问题及其改善措施进行分析研究。采用非线性有限元方法,研究分析了粉土质砂层及其灌浆措施对围堰大变形和防渗墙高应力的影响,并对不同灌浆范围进行了计算分析。计算结果表明,覆盖层中厚粉土质砂层对围堰变形及防渗墙应力影响很大,通过局部灌浆可以很好地解决防渗墙高应力的问题;但对于围堰的大变形问题,必须大范围灌浆才能起到明显作用。上述所得结论可以为同类工程的设计施工提供参考。更多还原     

三家店水库水文地质特征及其对工程施工的影响

本文研究了在地表水体长期作用下粗颗粒地层的渗透规律,突破水文地质学中“含水层”和“隔水层”的传统定义,首次提出“饱水层”的概念。浅层地下水的排泄以垂向渗流为主,深层地下水排泄以径流为主;浅层地下水的补给以地表水补给为主,深层地下水的补给主要是浅层地下水通过非饱水带对其补给。分析了水文地质条件对北京市西六环路基挡土墙施工的重要影响。     

博尔塔拉河水化学空间分布特征对生态环境的影响

在分析博尔塔拉河地表水与地下水水化学特征的基础上,识别了博尔塔拉河不同地带地表水与地下水的补排关系。分析结果认为:1地下水的水化学类型是由HCO3-Ca-MgNa、HCO3-Ca-Mg型向SO4-HCO3-Mg-Ca-Na变化,地表水的水化学类型则是由HCO3-Ca-Mg向SO4-Cl-Na-Mg转变;2博尔塔拉河地下水与地表水的转化以地下水向河流排泄为主,地表径流随着海拔高程的不断降低,蒸发增大,河水的矿化度沿河长不断升高;地下水由于埋藏原因,蒸发作用大大减弱。地下水在淋滤了沉积物中的矿物质后补给地表水,加之地表水蒸发量远远大于地下水,从而使河水中的化学物质逐渐富集。因此,地表水的矿化度大于地下水;3由于博尔塔拉河流域地表水和地下水相互转化率高,水盐运动变化强烈,导致艾比湖湖滨荒漠生态系统逆向演替,呈退化衰败趋势,荒漠和绿洲的缓冲范围越来越小,土地荒漠化趋势越来越明显,草场加速退化,灾害天气易发生。流域植被衰退,生物多样性受到威胁。     

非饱和-饱和状态变化对土质边坡稳定性的影响研究

土质边坡在降雨条件下发生的破坏失稳与土体的非饱和-饱和状态变化存在必然的内在关联。考虑土质边坡的非饱和-饱和状态变化,以此建立非饱和土抗剪强度与基质吸力之间的函数关系,并结合基质吸力的理论分布规律,运用非饱和土边坡的稳定性分析方法研究边坡安全系数,分析土体由非饱和状态向饱和状态的转变过程中边坡安全系数的变化规律。结果表明,雨水入渗使得土体由非饱和状态向饱和状态进行转变;在坡脚处最先出现塑性区,并逐渐向坡顶发展,直至形成贯通塑性区而使土体破坏;土质边坡的滑移面由浅层滑移向深层滑移发展;结合不同的入渗深度下边坡的瞬态安全系数值的变化规律,能够量化计算边坡失稳的临界入渗深度值,为实际工程提供合理的判断依据。