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三维饱和非饱和稳定非稳定渗流场的有限元模拟 总被引:21,自引:4,他引:21
建立了考虑降雨入渗补给条件的三维饱和非饱和非稳定渗流数学模型,采用有限元方法作为模拟手段,并用预处理共轭梯度法解方程组,编拟了计算程序US3D。通过简例和实际工程应用表明,程序通用性强,使用方便,模拟结果合理,并使得山地暴雨条件下的饱和非饱和渗流场的模拟得以实现。 相似文献
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基于van Genuchten-Mualem模型的饱和-非饱和介质流动随机数值分析 总被引:3,自引:1,他引:2
基于van Genuchten-Mualem非饱和水分特征模型,联合运用Karhunen-Loeve展开法、混沌多项式展开以及摄动方法,对饱和-非饱和流问题进行随机数值分析。将土壤特性参数假定为协方差已知的随机函数,并按Karhunen-Loeve法分解,把压力水头表示为多项式。通过摄动方法得到一系列关于水头展开式的偏微分方程,用有限差分法进行求解,获得了压力水头的随机描述,并计算其均值和方差。应用本文的随机模型研究了二维非饱和以及饱和-非饱和介质流动的实例,结果与动量方法的计算结果一致,而且计算效率高于传统的动量方法。 相似文献
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周桂云 《水利水电科技进展》2009,29(1):5-7
对饱和-非饱和非稳定渗流分析的有限元计算方法加以改进,提出饱和度对渗透压力偏导数的修正公式,消除了饱和-非饱和非稳定渗流计算中存在的数值弥散现象和参数拟合不收敛现象,使迭代收敛速度提高了3倍。同时也消除了有限元迭代求解过程中的振荡现象。经实例证明,本文方法是有效可行的。 相似文献
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堤坝饱和—非饱和渗流数值模拟 总被引:3,自引:0,他引:3
本文基于饱和-非饱和渗流数学模型,采用有限单元法对飞来峡水利枢纽工程纵向围堰典型剖面进行渗流数值模拟,分析降雨及非稳定渗流对渗流场的影响,简捷地得到了较全面、准确的参数分布。本文还提出一个简易的(Kr-Ψ-θ)曲线拟合方法从有限的观测试验中获取所需参数。本模型及程序可以不作特别的修改而应用到具有复杂地质分布和边界条件的各种实际渗流工程。 相似文献
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本文提出一种计算土坝饱和——非饱和渗流的数值分析方法。该方法采用4节点等参元及三角形单元离散饱和——非饱和渗流域,用伽辽金有限元法结合隐式、向后差分法求解渗流控制方程。编有计算程序,可方便地用来计算库水位下降期土坝的非稳定渗流。文中对唐山陡河土坝进行了实例计算,并把计算结果同现场观测结果进行了比较。 相似文献
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为了研究孔隙气压力和负孔隙水压力在土坡稳定分析中所起的作用,基于多相流理论建立水-气二相流模型,利用此模型对稳定渗流情况和降雨情况下的土体边坡内水相和气相的渗流状态进行模拟,根据模拟得到的孔隙气压力和孔隙水压力值求出土坡安全系数。计算结果表明,土坡非饱和区负孔隙水压力的存在较大地提高了土坡稳定性,在稳定渗流情况下,孔隙气压力对土坡稳定的影响可忽略,在降雨情况下,非饱和区产生的孔隙气压力使得安全系数减小,滑动面与地下水位的距离越大,非饱和区的孔压对土坡稳定的影响越大。 相似文献
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在土石坝渗流正演模拟中,仅研究饱和区域的渗流场并不能全面真实地反映出土石坝地下渗流状态,非饱和渗流区域的研究同样至关重要,利用无单元Galerkin法对饱和-非饱和渗流域进行求解。首先从达西定律出发,推导了渗流方程及边界条件,其中详细推导了无单元Galerkin法——通过滑动最小二乘法构造形函数,同时利用罚函数的方法计算边界条件。然后,通过与GeoStudio软件计算出的仅饱和渗流场以及饱和-非饱和渗流场进行比较,证明了该方法的准确性及有效性。最后,通过不同的均质和非均质模型,研究了坝体中零压力线、水头值、孔隙压力、含水率的分布。无单元Galerkin法只需要通过节点来实现对全域渗流场的精确逼近,解决了对网格单元的依赖问题,与其他数值方法相比,其具有前期处理数据简单和精度高的优点,更适合稳定饱和-非饱和渗流场这种复杂情况的正演模拟。 相似文献
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井中测定流速广义示踪稀释物理模型 总被引:13,自引:1,他引:12
建立了存在垂向流条件下广义的井中示踪剂稀释物理模型。当井或孔所揭露的含水层中存在垂向流时,可分为3种情况:即经过含水层的垂向流量沿程不变、增加或减少。物理模型在稳定流场及垂向流量不随时间变化的条件下,考虑了这3种不同的情况,事实上进入到稀释水柱的水为水平流和垂向流两种不同来源水的混合,据此建立了相应的数学方程并求出解。应用广义示踪剂稀释模型可以在存在垂向流的条件下测定水平渗透流速,并对各种情况下误差产生的原因进行了详细的讨论。广义稀释公式比点稀释法计算的精度有了很大提高。 相似文献
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本文对松涛水库浸润线长期偏高进行了分析,对渗流量和测压管水位观测资料进行了相关线分析和多因子回归分析,建立了相应的数学模型,并进行了稳定和非稳定渗流计算。‘ 相似文献
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通过对面板裂缝特征及其渗流形态的分析,基于等宽缝隙稳定流的运动规律,研究建立了堆石坝混凝土面板裂缝的渗流计算模型。借助于该模型,使得面板裂缝渗流的有限元模拟计算成为可能。运用该计算模型,通过实例分析,本文获得了在面板产生大量裂缝情况下(非常工况)面板堆石坝的渗流变化规律。 相似文献
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基于面板等宽缝隙稳定流的运动规律,采用裂缝面单元法建立了混凝土面板裂缝的渗流计算模型,实现了渗流全场和裂缝渗流分析的统一。在此基础上编制了含裂缝面单元的三维渗流场有限元计算软件GWSS,利用该软件对积石峡水电站大坝正常运行和发生竖向裂缝的工况进行渗流场分析,获得了大坝面板产生裂缝后的渗流场分布规律。计算结果表明,不同位置、长度和宽度的面板裂缝对大坝渗流场、渗流量和渗透比降影响不同,上部裂缝对大坝渗流场的影响较小,下部和中部裂缝的影响较大。一旦面板发生裂缝,面板附近、垫层和过渡区出现较大渗透比降,且随着与裂缝距离的增大而快速衰减。 相似文献
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大坝渗流基流是反映大坝渗流性态的重要指标之一 ,文章结合南水大坝渗流实测资料 ,采用多种模型和方法对大坝的渗流基流进行了分析 ,并根据模型分离结果推求了坝体、坝基和两岸绕坝渗漏基流下包线的表达式 ,进而分析和评价南水大坝的渗流状态。 相似文献
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根据纳子峡水电站工程坝址区地形地质条件,建立了坝址区三维渗流有限元模型,计算分析了正常蓄水、设计洪水和校核洪水3种工况下坝体及坝基的稳定渗流场,获得了坝体和坝基的位势分布、坝体各分区的渗透坡降及渗透流量等。计算结果表明,在各种工况下坝体及坝基的渗流场符合一般规律,混凝土面板及防渗帷幕等组成的防渗系统可消减水头84%以上,其作用明显;混凝土面板及坝基防渗帷幕的渗透坡降较大,垫层、砂砾料区等的渗透坡降很小,坝体各分区的渗透坡降均小于材料的容许渗透坡降,大坝防渗排水系统的设计在技术上是合理的。 相似文献