高地下水复杂地层盾构隧洞围岩渗透系数及外水荷载的反演分析

引汉济渭二期工程南干线神禾塬隧洞、少陵塬隧洞、白鹿塬隧洞位于高地下水复杂地层中，隧洞开挖后围岩渗流场将发生重分布，因此，准确反演围岩渗透系数和计算衬砌外水荷载是隧洞衬砌结构设计与分析的基础。为此，采用ＡＢＡＱＵＳ对引汉济渭二期工程南干线典型隧洞开挖后围岩的渗流场分布规律进行了反演分析。结果表明:隧洞开挖后洞周5ｍ范围内孔隙水压力的重分布较为明显；当神禾塬隧洞、少陵塬隧洞、白鹿塬隧洞围岩的渗透系数分别为3．0×10－7ｍ／ｓ、4．0×10－7ｍ／ｓ、4．0×10－8ｍ／ｓ时，所得开挖后渗流量与地勘报告提供的涌水量最为接近；作用于神禾塬隧洞、少陵塬隧洞、白鹿塬隧洞衬砌的外水荷载分别为0．071ＭＰａ、0．081ＭＰａ、0．252ＭＰａ。本文研究成果可为引汉济渭二期工程输水隧洞及类似工程的衬砌结构设计提供理论依据。     

考虑变形效应的重塑黄土持水曲线及非饱和渗透系数函数

为研究考虑变形效应的重塑黄土持水特性与非饱和渗透特性，以兰州重塑黄土为试验土体，首先测试了不同孔隙比重塑黄土的持水曲线，并用考虑变形效应的持水曲线模型进行拟合；然后测试了浸水饱和试样的饱和体积含水率和饱和渗透系数，获得了孔隙比和饱和体积含水率的关系及孔隙比和饱和渗透系数的关系，进而应用间接法获得了考虑变形效应的非饱和渗透系数函数；最后通过实测某一孔隙比下的持水曲线和非饱和渗透系数曲线，检验了所建立考虑变形效应的持水曲线函数和非饱和渗透系数函数的可靠性。结果表明，考虑变形效应的持水曲线和非饱和渗透系数函数具有较好的可靠性。     

防渗墙施工缺陷对土石坝渗流与稳定的影响分析

防渗墙作为土石坝的重要隐蔽工程,其施工质量直接影响防渗墙的功效,关乎大坝运行安全。结合工程案例,采用有限元法分析了防渗墙不同施工缺陷对大坝渗流稳定的影响,如防渗墙存在初始裂缝、材料渗透系数不足和墙体悬挂深度不够等。分析结果表明:当防渗墙潜在裂缝位于坝体土层或强风化层时,结构可能发生局部渗透破坏或整体坝坡失稳;当防渗墙渗透系数与坝体土层的防渗系数相近时,大坝抗滑安全系数小于允许值,坝体浸润线偏高将影响结构整体稳定;当防渗墙悬挂深度仅到强风化层时,坝底渗流路径缩短,渗流量增大导致大坝抗滑安全系数偏小,不满足结构整体稳定要求。因此,在实际工程中,应严控施工工艺,防止防渗墙出现质量缺陷,从而保障大坝安全运行。     

水下开采矿山突水渗透系数与改进伯格斯模型

突水是矿山深部开采面临的主要挑战之一,对于水下开采矿山,分析研究影响矿山突水的关键因素是防治突水事故发生的重要环节。在分析矿山工程地质条件对矿山突水的影响的基础上,进一步分析上覆岩层的渗透性能及断层破碎带对渗透性能的影响,通过构建改进伯格斯本构模型,分析研究岩石的蠕变断裂特点,为采取相关措施避免矿山突水事故发生提供理论支撑。在对含有断层和裂隙的围岩的力学性能和破坏过程的分析中,得到矿山突水事故发生评价的重要影响参数,为下一步矿山突水事故的预防和相关措施的实施提供了理论参考和工作指导。     

聚丙烯纤维对再生粗集料透水性混凝土的影响

透水混凝土是具有拱架结构的多孔混凝土。本试验采用高质化处理过的再生粗集料质量替换普通粗集料30%,掺聚丙烯纤维(0.0%、0.5%、0.1%、1.5%,质量分数),进行了聚丙烯纤维对多孔混凝土强度、有效孔隙率、透水系数的影响分析,并讨论了多孔混凝土的干温缩特性,为再生粗集料多孔混凝土的设计与应用提供了依据。试验结果表明,聚丙烯纤维对再生粗集料多孔混凝土的增强效果显著;纤维掺量在0.0%~1.5%之间时,对多孔混凝土的有效孔隙率影响有限;粗集料粒径90%在10~20 mm之间时,透水系数基本随纤维掺量的增加而降低,但透水系数变化量不大,掺1.5%聚丙烯纤维的透水系数达到2.4 cm/s;多孔混凝土有较小的干温缩特性。     

黄土节理渗透特性的试验研究

通过实验室加工的办法来模拟黄土中的垂直节理,以变水头渗透试验为手段,对有节理黄土进行渗透试验。对原状土和重塑土所进行的相关试验说明,达西定理在分析低水力梯度的节理渗流问题时是适用的。通过进一步研究其渗透系数随时间的变化关系,总结出了有节理黄土的渗流模型,并赋予了模型中参数的实际物理意义。以试验数据为例对模型参数的具体取值进行了分析。该模型能较好地反映有节理黄土渗流的特点。     

垂直节理对黄土渗透性的影响研究

通过室内模型试验,研究了饱和入渗条件下黄土垂直节理对土体渗透性的影响。在实验室自制试验装置,将重塑土击实后人工切割垂直节理。在土样表面均匀喷水,使水分在土样表面饱和的状态下入渗,分析节理开度对黄土中水分入渗的影响规律。试验表明:闭合节理对土体的渗透性影响很小,实际中可以不予考虑;随着节理开度的增大,节理对土体渗透性的影响逐渐趋于明显,节理成为优势渗流面。将黄土中的节理抽象为两平行板间的缝隙,节理内水的流动满足N-S方程。考虑黄土渗流的实际特点确定了边界条件,通过推导建立了黄土节理渗透系数的表达式,分析了黄土节理渗透系数随土体体积含水量变化的特点。在数值计算中,采用四边形等参元离散土体。在离散体表面规定水头边界,对节理场地的水分场变化进行了分析。分析结果与试验对比,说明该表达式可以反映黄土节理渗流的实际特点。