渗流对泥质页岩蠕变规律的影响

地下水渗流易引发深部岩体工程地质灾害,而深部岩体中泥质页岩对渗流极为敏感,本文就渗流对泥质页岩的蠕变影响进行研究,基于软岩工程力学和岩石力学理论,将泥质页岩视为多孔介质,渗流视为流体在孔隙中的管流,用单向流体在多孔介质中渗流的固流耦合数学模型作为力学模型,结果表明渗流是影响软岩蠕变变形的重要因素,蠕变量和蠕变速率都随渗流量的增加呈现非线形增大。     

基于流固耦合的强度折减法的地下水渗流对隧道稳定性的影响研究

为充分研探讨地下水渗流对隧道稳定的影响,基于流固耦合的强度折减法优化计算隧道稳定性的安全系数。以3种计算工况参考,分别对地下水渗流、流固耦合计算模式下影响隧道稳定性的安全系数进行详细分析,并对地下水位对隧道安全系数和拱顶沉降进行了分析。结果表明,考虑地下水渗流情况后,隧道的安全系数降低;考虑流固间接耦合和完全耦合的模式计算获得的隧道安全系数大致相同,但间接耦合模式下消耗的计算时间最短;随着地下水水位的升高,隧道安全系数有所下降,二者呈线性相关;在选取相同折减系数时,隧道拱顶的沉降程度随地下水水位升高而增加。     

浅埋暗挖隧道穿越饱水砾砂层渗流-应力耦合分析

对青岛地铁三号线河河区间隧道穿越饱水砾砂层工程进行研究,通过迈达斯GTS数值模拟软件分析在渗流-应力耦合效应影响下浅埋暗挖隧道的施工力学效应。结果显示,该隧道在开挖过程中较为安全,但应注意地下水对隧道施工的影响,通过注浆的方式可以有效的控制地下水。     

富水软岩巷道变形机理分析及控制技术研究

地下水加速巷道围岩弱化,严重影响巷道围岩强度,是导致软岩巷道工程失稳主要诱因。文章通过对地质条件及巷道围岩环境等进行分析,得出造成软岩巷道变形主导因素是应力场与渗流场耦合作用导致巷道围岩有效应力变化和塑性区失稳,地下水通过渗透与力学挤压形成的导水裂隙带诱使围岩力学性质逐渐劣化。实践表明,加强回采巷道支护并有针对性的疏放水体,可以从根源减弱巷道围岩变形,达到控制效果。     

含瓦斯煤THM耦合模型建立

在建立THM耦合模型所需的9条基本假设基础上,综合应用弹性力学、渗流力学、传热学理论,以含瓦斯煤系统为研究对象,建立了体现含瓦斯煤"三场"真正意义上的双向完全耦合数学模型。该模型包括含瓦斯煤应力场、渗流场、温度场方程和各场的定解条件,揭示了含瓦斯煤系统内渗流、变形和变温之间的内在联系。所建的模型是煤层瓦斯传统渗流理论和流固耦合理论的推进。     

渗流与应力耦合作用对边坡稳定性影响的数值模拟研究

研究渗流与应力耦合作用对裂隙边坡稳定性的影响具有重要的工程指导意义。对呈现裂隙边坡特征的金堆城钼矿北帮边坡分别在不考虑地下水渗流以及考虑渗流与应力共同作用两种情况下进行的有限元数值模拟研究表明:渗流与应力耦合对边坡稳定性具有直接的削弱作用。     

论矿业工程中的流—固耦合渗流问题

简单回顾渗流力学发展历史，指出实际沙流都是在可变形多孔介质中发生的，流体流动与介质变形间存在相互作用。过去常加以忽略，将渗流作为非耦合问题研究，随着科学技术的发展．有越来越多的无法忽略耦合效应的工程问题．本文较系统地介绍了矿业工程中涉及的流-固耦合问题以及流-固耦合渗流的研究方法、宏观方程与测试技术和应用．     

考虑流固耦合作用的钢板桩基坑变形模拟分析

在软土地区深基坑施工过程中,由于地下水渗流场变化的影响,基坑失稳破坏是较为常见的灾害.该文采用等刚度替换法,将拉森钢板桩等效为矩形截面钢板,并借助有限元软件ABAQUS,结合某工程算例探讨了渗流应力耦合作用下基坑周边土体孔压场及变形场的分布特性.结果表明,在地下水位以上开挖时,地下渗流场基本没变化,是否采用渗流应力耦合,土体变形结果基本一致;在地下水位以下开挖时,随着开挖深度加大,渗流应力耦合计算结果与未考虑渗流影响的计算结果偏差越大,说明在深水区,考虑渗流应力耦合的必要性和合理性.未考虑渗流应力耦合作用的计算结果偏于不安全,考虑渗流应力耦合作用可更准确地反映基坑渗流与变形情况.     

采动煤岩体瓦斯渗流-应力-损伤耦合模型

基于摩尔-库伦屈服准则构建了煤岩体弹塑性损伤本构模型,以损伤变量为过渡变量构建了采动条件下煤岩体渗透率-损伤演化方程,运用采动岩体力学、渗流力学、损伤力学等理论建立了采动煤岩体瓦斯渗流-应力-损伤耦合模型,采用FLAC3D软件设计出采动煤岩体瓦斯渗流-应力-损伤耦合计算程序,将所建立的采动煤岩体瓦斯渗流-应力-损伤耦合模型对顾桥煤矿远距离保护层开采下的瓦斯渗流规律进行了数值模拟研究。结果表明,受采动影响被保护层透气性系数为原始透气性系数的1 760倍,瓦斯压力由原来的2.8 MPa降低到0.6 MPa,消除了被保护层的煤与瓦斯突出危险性。     

采动渗流场分析方法

煤炭高强度开采中含水层保护是绿色安全开采的难点，采动局域渗流响应规律则是含水层保护方法与技术的认知基础。研究采用多场源耦合分析思路和有限的矿区水文观测数据，通过剖析开采行为与渗流场响应耦合关系，构建采动局域地下水系统和分析采动渗流场时-空演化规律及采动-渗流耦合累积效应，结合典型案例分析，形成适于矿区地下水保护的采动渗流场分析方法。结果表明：(1)分析提出基于“开采激励-覆岩应变-渗流场响应”耦合和开采动能量与渗流场势能量传递关系的采-渗耦合机制，构建了描述采动局域渗流场状态的采动渗流系统(MSS)和采动渗流场的导通区、扰动区和辐射区划分架构；(2)构建集导通区“柱状渗流模型”和扰动-辐射区“井-渗”态模型为一体的采动渗流场分析简化模型，提出采-渗耦合系数、采动渗流量、视导水系数、源-位距等采动渗流场描述参数，含水层损伤、安全开采风险等含水层保护分析参数；(3)揭示采-渗耦合系数是影响局域采动渗流响应特征的关键因子，发现硬岩类较软岩类覆岩耦合强度和影响范围大，低导水性较高导水性含水层的采动渗流场响应区域窄、频度高和累积影响距离近，采动渗流量和介质导水性等响应显现周期性、振幅波动性和涌流...     

边界单元法在露天矿边坡疏干排水工程中的应用

该文首先讨论了边界无法处理渗流问题的计算原理,针对露天矿山边坡裂隙岩体的渗透特性,建立二维渗流模型,采用边界元数值方法模拟分析各向异性岩体地下水在排水孔疏于过程中的渗流场分布特征,并应用于露天矿现场实例之中。     

新疆某砂岩型铀矿地浸对采区外围地下水的影响

砂岩型铀矿地浸开采过程中溶浸液向采区外围运移是一个倍受关注的问题[1]。本文对新疆某砂岩型铀矿地浸采区开拓前及开采期间地下水渗流场及地下水中与酸法地浸相关的主要化学组分进行了监测和对比分析,以研究地浸开采过程中溶浸液对采区外围地下水渗流场的影响及溶质运移过程。结果表明,地浸新采区投入运行后4个月内,采区外围60m范围内含矿含水层地下水渗流场发生了明显的改变,采区外缘下注的部分溶浸液在所形成的较强的地浸地下水渗流场驱动下向周围发生了一定程度的扩散运移。     

渗流地层人工冻结温度场和渗流场之数值研究

提出了地层冻结过程的渗流场和温度场的耦合机理和渗透系数的耦合作用，建立了冻土和融土统一的微分方程数学模型，对冻、融土的热参数渗流系数进行了光滑的曲线回归，解决了非线性耦合有限元数值计算难题，实现了渗流地层人工冻结过程的数值仿真技术，数字可视化地研究了在渗流作用下的井筒冻结温度场和渗流场分布和发展规律.     

季冻区路基水热耦合数值分析

基于非饱和土力学和热力学理论,对季冻区路基土水分迁移的非稳定渗流的水热耦合模型进行研究,针对土体冻融期水热耦合迁移的特性,建立路基土水分迁移的水热耦合模型,进行数值模拟计算,并与单场计算所得进行比较,通过现场试验验证的水热耦合有限元模型的正确性,分析路基土水分迁移特征。     

古交矿区中奥陶统断层突水机理研究

采用MTS电液伺服岩石力学实验系统,利用特制的渗流实验装置,对断裂构造岩的样品,模拟不同应力场条件,测试样品的渗流速度,计算样品的渗透系数,得到不同矿山压力下,断层带的导水能力大小.在古交矿区的地层岩石组合条件下,断层带处在中奥陶统顶板附近的破碎岩石,其导水性较差,断层导通中奥陶统地下水可能性较小.     

天津津门大厦超深基坑井点降水新技术

总结津门大厦降水面积29 300 m2、最大深度25.35 m的基坑井点降水新技术、新方法.通过建立三维空间非均质各向异性渗流介质数学模型,采用减压井与疏干井相结合的降水方法.降水运行中采用按需降水、动态调整的原则,有效地降低了地下水,既保障了基坑的顺利开挖,又很好地控制了周边地面沉降.地下水三维渗流软件理论模型可靠、...     

Control of groundwater in surface mining

The presence of groundwater in surface mining operations often creates serious problems. The most important is generally a reduction in stability of the pit slopes. This is caused by pore water pressures and hydrodynamic shock due to blasting which reduce the shear strength and seepage pressures, water in tension cracks and increased unit weight which increase the shear stress. Groundwater and seepage also increase the cost of pit drainage, shipping, drilling and blasting, tyre wear and equipment maintenance. Surface erosion may also be increased and, in northern climates, ice flows on the slopes may occur. Procedures have been developed in the field of soil mechanics and engineering of dams to obtain quantitative data on pore water pressures and rock permeability, to evaluate the influence of pore water and seepage pressures on stability and to estimate the magnitude of ground-water flow. Based on field investigations, a design can be prepared for the control of groundwater in the slope and in the pit. Methods of control include the use of horizontal drains, blasted toe drains, construction of adits or drainage tunnels and pumping from wells in or outside of the pit. Recent research indicates that subsurface drainage can be augmented by applying a vacuum or by selective blasting. Instrumentation should be installed to monitor the groundwater changes created by drainage. Typical case histories are described that indicate the approach used to evaluate groundwater conditions.     

南京长江第四大桥北锚碇沉井基坑降水与地面沉降模拟预测

为了探讨第四系松散沉积层地区深基坑降水引起的地下水渗流与地面沉降控制模拟的理论与方法,以南京长江第四大桥北锚碇基坑为例,根据基坑降水过程中有效应力和孔隙水压力的转化关系,建立了深基坑降水三维渗流与地面沉降的耦合模型,并采用三维有限差分方法,模拟了含水层底板埋深达67m,基坑中心承压含水层上部降压段水位降至埋深24.5m...