含非饱和导排层的毛细阻滞覆盖层长期性能分析

为了验证含非饱和导排层（UDL）毛细阻滞覆盖层的防渗性能,采用模型试验在中国东部湿润气候区自然气候条件下进行2年的长期监测. 覆盖层模型尺寸为2.0 m×1.0 m×0.55 m（长×宽×厚）,坡度为18.4°（坡率为1∶3）. 结构剖面从上至下依次为植被生长层（15 cm）、粉土层（20 cm）、砂层（10 cm）和碎石层（10 cm）. 长期监测试验结果表明：监测期累计降雨量为3 448.4 mm;渗漏量为2.62 mm,显著低于北美湿润气候区土质覆盖层的防渗标准. 非饱和导排砂层（UDL）侧向导排量为581.77 mm,占降雨量的16.87%,导排作用明显. 在一个典型的水文年中,4~11月自然降雨、气温和腾发作用三者高峰期重合;雨热同期的有利气候条件以及UDL层的侧向导排作用,有效控制了渗漏量. 6~9月的连续强降雨为覆盖层易发生渗漏的极端气象段,是防渗设计的控制性气象条件. 冬季12月至次年3月气温低但降雨量较少,增设的非饱和砂层导排作用明显;避免了因腾发作用弱不能及时蒸散水分而发生渗漏的问题. 含非饱和导排层（UDL）的毛细阻滞覆盖层由粉土、砂和碎石等非胀缩性土构成;湿胀干缩和开裂现象不明显.     

黄土-碎石覆盖层毛细阻滞效应及设计厚度分析

为了研究我国西北地区以黄土和碎石构成的毛细阻滞覆盖层适用性,验证黄土-碎石间的毛细阻滞效应以及覆盖层初步设计厚度,在西安江村沟垃圾填埋场开展黄土-碎石毛细阻滞覆盖层极端降雨实验.实测黄土-碎石毛细阻滞覆盖层的储水能力,验证了黄土-碎石间的毛细阻滞作用,分析西安地区半湿润气候条件下毛细阻滞覆盖层的初步设计厚度.研究结果表明:在黄土层同为1.0m厚的条件下,毛细阻滞型覆盖层与单一型覆盖层相比,总储水量提高了24.9%~31.8%,有效储水量提高了38.2%~48.9%.现场实测黄土-碎石毛细阻滞覆盖层储水量为116.92mm,而按脱湿和吸湿曲线计算理论储水量分别为137.68和88.30mm.与本次降雨实测的存储量相比,分别偏大17.76%和偏小24.42%.对于黏性黄土分别下衬碎石、粗砂和中砂构建的毛细阻滞覆盖层:若采用黄土脱湿曲线计算初步设计厚度为1.06~1.12m,而采用吸湿曲线初步设计厚度为1.22~1.28m.在黄土毛细阻滞覆盖层厚度设计中,若采用脱湿曲线计算偏于危险,而采用吸湿曲线则偏于安全.     

双层结构边坡降雨入渗与坡面径流耦合分析

天然土质边坡在地质和人为因素的作用下,通常呈现一定层状结构,在强降雨作用下会产生入渗和坡面径流。研究降雨条件下坡面径流与地表入渗相互影响过程,对山地洪水和滑坡灾害防治具有重要意义,然而,目前为止对层状土边坡地表与地下渗流的相互作用机制的研究理解还极为有限。本文针对上粗下细型层状土边坡降雨入渗研究中忽略坡面径流影响导致入渗分析不符合实际这一问题,基于Moore双层入渗和坡面径流控制方程建立耦合模型,并通过Python编制相应的计算程序分析耦合条件下双层结构边坡降雨产流及停雨后雨水重分布全过程。数值分析结果表明边坡土体降雨入渗过程与坡面径流深度有关;降雨初期降雨强度<坡面入渗能力,入渗速率等于降雨强度,坡面产流后入渗速率随降雨持时逐渐减小趋于稳定;当湿润锋跨过土层交界面时入渗速率急剧减小,最终等于次层土的渗透率,意味着上粗下细型层状土入渗速率主要由次层土控制同时降雨停止后径流快速衰退,已入渗的雨水在重力和湿润锋下方土体基质吸力的作用下继续向下推移,湿润锋入渗深度随雨水重分布历时趋于平缓。算例表明,该计算模型与计算方法可行,能够较好地反映实际层状土边坡的降雨入渗过程,为类似的层状土边坡研究提供计算依据。     

深厚覆盖层中弱透水层厚度及连续性对渗流场的影响

中国西北地区的深厚覆盖层坝基中常存在厚度不均和不连续的弱透水层,弱透水层的厚度、不连续形式及开口大小对坝基渗流场有一定的影响,其规律需要深入研究。基于非饱和土渗流理论,借助Seep/w进行渗流求解,探讨中间位置处弱透水层的厚度及连续性对单宽渗流量和出逸坡降的影响规律,并结合工程实例进行对比分析。研究表明：单宽渗流量和出逸坡降都随着中间位置处弱透水层厚度的增加而降低;弱透水层厚度对采用半封闭式防渗墙控渗时的渗流场影响最大,悬挂式防渗墙次之,全封闭式防渗墙最小。开口在上游的弱透水层与防渗墙形成的半封闭式联合防渗体系的控渗效果最好,开口在下游的弱透水层次之,防渗墙上下游都存在开口时效果最差。单宽渗流量和出逸坡降随弱透水层上游开口长度的增加而增大,但开口长度对渗流场影响不显著,其原因在于各防渗体系下上游弱透水层仅起到微弱的隔水作用。建议防渗墙和下游弱透水层形成半封闭式联合防渗体系,避免防渗墙上下游弱透水层均存在缺口的不利情况。基于监测值和模拟值得出的误差满足规范要求,表明采用的计算方法和得出的结论皆可靠。     

某小(1)型水库大坝坝基岩体渗透性分析

以某拟建的工程规模为小(1)型的水库为研究对象,其库区区域分布灰绿色厚层砾岩,表层岩体呈强风化特征。为全面评价水库坝基岩体渗透性,沿坝基轴线、上游和下游合理布置12个勘探孔,进行65段压水试验,从而确定坝基轴线相对不透水层深度。试验结果表明:坝基区域发育厚度11.0~16.2 m强风化砾岩层裂隙较发育,透水率大于5 Lu,渗透性较强;底部为弱风化砾岩层,渗透性较弱,可以作为坝址相对不透水层;库区存在绕坝和坝基渗漏隐患,防渗深度应深入相对不透水层1 m,绕坝防渗应沿坝轴线向两岸延伸,延长宽度根据正常蓄水位线与相对不透水层的交点确定。     

稳定化垃圾焚烧飞灰的水力-力学特性测试及其堆体稳定性分析

对稳定化垃圾焚烧飞灰(稳定化飞灰)填埋场进行稳定性评估是保障填埋场长期安全运营的关键,而稳定化飞灰的水力-力学特性是进行稳定性评估的重要参数。为掌握稳定化飞灰在水力-力学特性方面的特征,以南京某稳定化飞灰填埋场为工程对象,测试了0～11个月龄期范围内稳定化飞灰的水力-力学特性,并与生活垃圾进行了对比。研究结果发现:稳定化飞灰的重度为11.0～12.3 kN/m~3,内摩擦角为32.9°～34.2°,两者的龄期效应均不明显;黏聚力在14.0～19.5 kPa之间,随龄期的增长呈下降趋势;随着埋深的增大,残余体积含水量呈增大趋势,进气值呈减小趋势,而土水特征曲线变陡;当初始孔隙比为1.60～2.15时,饱和渗透系数为9.20×10~(-6)～3.82×10~(-5) m/s。在此基础上,采用Geo-Studio软件分析了降雨、坡高、坡比、渗滤液水位等对稳定化飞灰堆体稳定性的影响。结果发现:平均型、前峰型和中峰型降雨模式在降雨前期对稳定性影响较大,后峰型降雨模式在降雨后期对稳定性影响较大。随着填埋高度或坡比的增大,稳定安全系数逐渐减小。随着相对渗滤液水位的提高,稳定安全系数显著下降且下降速度越来越快。稳定化飞灰在水力-力学特性及其龄期效应方面均与生活垃圾存在差异,对稳定化飞灰填埋堆体进行稳定性评估时,不可盲目采用生活垃圾填埋场相关规范及推荐参数。     

聚氨酯型固化剂改良表层砂土抗渗透特性试验

针对聚氨酯型固化剂(简称“OH固化剂”)改良表层砂土抗渗透特性,采用TST-70型常水头渗透仪和自制多孔渗透仪,将OH固化剂喷洒在砂土表层,在不同含量OH固化剂和不同养护时间条件下,对相同厚度砂土层和不同厚度砂土层的出水时间、出水量和渗透性进行室内试验,并对其抗渗机理进行探讨。结果表明:喷洒不同含量OH固化剂后,在土体表层形成不同厚度的固化层,从而增强砂土抗渗透性能;在相同养护时间下,随着OH固化剂含量的增加,固化层厚度变大,出水时间变长,出水量减少;在相同OH固化剂含量下,随着养护时间变长,出水时间变长,出水量减少;在砂土表层加OH固化剂,不影响土体整体的渗透性,对植物的正常生长不产生影响;出水量随土层深度的降低而减少;含量为7%和9%的OH固化剂在养护6.0 h以后出现不出水现象,达到很好的防渗效果。     

核芯筒厚度对钢-混凝土混合结构抗震性能的影响

目的为了分析核芯筒厚度对结构抗震性能的影响.方法利用同济大学MTS多高层钢结构设计系统,根据钢-混凝土混合结构抗震概念设计原理,采用沈阳地区经济效益较好的住宅平面布置形式,建立H型钢框架-混凝土核芯筒多层住宅结构模型,并计算模型在四类场地土和设防烈度为七、八、九度时的最大层间位移及顶部最大位移.结果绘出了模型的最大层间位移及顶部最大位移随核芯筒厚度变化的曲线.结论提出了混合结构的高宽比最好不大于相应混凝土结构的高宽比限值;最大层间位移和顶部最大位移在小震作用的弹性阶段取混凝土结构的限值等建议.得出了在七度区和八度区一类场地土条件下,合理布置混凝土核芯筒可以充分发挥其抗侧刚度,能够很好地控制结构的位移和变形等结论.