岩体单裂隙辐射流水力耦合试验研究

通过构造具有不同几何特征的裂隙，综合考虑粗糙度、法向压力、剪切位移的影响，研究了单裂隙辐射流条件的剪切渗流耦合特性。结果发现不同裂隙的渗流量和渗透系数随剪切位移变化明显，且法向压力的作用也随剪切位移增加而改变；对于表面轻微破坏的裂隙，初始剪切位移会增加裂隙渗透性，随后达到基本稳定，但裂隙一旦发生严重破坏并生成较多填充物，进一步剪切将会减小裂隙渗透性及导致其随剪切位移波动；对于生成大量填充物的裂隙，由于较高的水压会引起填充物在裂隙内重分布，从而封堵渗流路径，减少渗流量；在强耦合过程中裂隙渗透性随剪切位移的变化很难用一个统一关系表达式来描述，但粗糙度和法向压力的影响均与不同剪切阶段呈很强的关联性。     

金川水电站地下厂房裂隙围岩渗控效应数值模拟与评价

针对金川水电站工程区复杂的地质条件和渗控措施,分别建立基于排水孔等效模拟的坝基整体模型和基于密集排水孔"弃孔算法"精细模拟的左岸厂区子模型,采用Signorini型变分不等式和自适应罚函数相结合的稳定渗流分析方法对厂区围岩的长期渗控效应进行论证和敏感性分析。在数值模拟中,为了克服传统分析所采用的均质各向同性渗透系数不能反映裂隙岩体渗透特性的不足,首先根据两岸和坝基岩体优势裂隙组的空间展布情况,基于统计学方法初步确定其渗透系数张量并获得主值及主方向,再根据钻孔压水试验资料确定的等效渗透系数对其进行修正,并通过坝址区的地下水位反分析对该方法进行了验证。结果表明,运行期工况下防渗排水系统对山体地下水位具有控制作用,主变洞和发电机层底板处于自由面之上,厂房和调压室底板稍有承压性。帷幕的渗透特性、辅助排水孔幕以及排水孔间距对渗流场分布影响很小但能显著减小厂房洞室及排水廊道的渗漏量,因此应保证防渗帷幕的施工质量并建议设置辅助排水孔幕,建议中层廊道以下的排水孔间距设为3 m,中层廊道以上的排水孔间距放宽到4.5 m。     

求解三维均质边坡安全系数的稳定性图表法研究

边坡稳定性图表为初步评价边坡的稳定性提供了一种简单但却行之有效的途径。针对现有三维稳定性图表主要是基于极限平衡法和极限分析法提出的不足,采用基于场变量的有限元强度折减法,建立了一套求解三维均质边坡安全系数的稳定性图表。借助ABAQUS软件的二次开发平台UFIELD程序,设置岩土体黏聚力与内摩擦角为场变量的函数,场变量为增量步时间t的函数,从而通过控制增量步时间t实现黏聚力与内摩擦角的折减,通过一次计算即可求得边坡的安全系数,无需手工修改折减系数反复试算。结合3个典型算例对该方法的可靠性进行了验证,并进行了计算效率的比较。结果表明,该方法得到的安全系数可靠,且提高的计算效率。另外,将基于该方法提出的三维均质边坡稳定性图表用于快速获取边坡安全系数、设计边坡坡度和反演滑带土体的强度参数,是合理可行的。     

考虑渗流热学效应的大坝稳定温度场有限元数值分析

在利用有限元法求解二维稳定温度场的基础之上,推求了渗流影响下的二维稳定温度场的有限元计算格式,编写相应程序计算温度场内各节点温度值,最后运用程序对一简单工程算例进行有限元法分析。结果表明．一般情况下,当渗透系数K≤10^-9m/s的时候,可以不考虑渗流对温度的影响;但是当渗透系数K〉10^-91/s的时候,就必须考虑渗流对温度的影响。     

地下厂房洞室群渗流场及渗控措施效果数值分析

采用三维渗流场有限元方法,模拟地下厂房洞室群稳定渗流场。建立三维渗流场有限元分析模型,精确模拟排水孔的位置。通过多工况的计算,详细分析地下厂房洞室群渗流特性以及其中帷幕及排水幕的渗流控制效果,同时探讨坝基及消力戽排水孔间距对渗流场的影响。计算结果表明：地下厂房洞室群天然水位较高,渗流控制措施对厂房洞室群渗流场可起到很好的控制作用,排水孔的排水减压作用明显,防渗帷幕能够有效降低扬压力以及水力坡降的分布,有利于围岩稳定。另外,坝基及消力戽排水孔间距对渗流场影响并不明显。     

考虑渗流作用的深覆盖层地基防渗墙应力变形分析

采用三维非线性有限元方法分析深覆盖层上面板堆石坝防渗墙应力变形特性。建立考虑渗流作用的深覆盖层上面板堆石坝应力变形数值模型。在分析渗流作用对防渗墙应力变形特性影响的基础上,分析了防渗墙施工顺序和防渗墙深度对墙体应力变形的影响。结果表明:渗流作用使防渗墙的顺河向最大变形增加56.47%,使墙体的最大拉压应力分别增加22.47%和21.74%,不考虑渗流作用将使防渗墙应力变形计算结果偏于不安全。防渗墙靠后的施工顺序可以改善墙体的应力变形性状,悬挂式防渗墙贯入深度越小,其应力变形特性越趋于安全稳定。     

深厚覆盖层地基渗流控制措施效果数值分析

结合某工程实例,应用有限元分析方法,分析了地基防渗墙深度、铺盖长度及覆盖层土体渗透性等因素对坝基渗流控制效果的影响。结果表明:覆盖层渗透系数较大时,覆盖层成为大坝渗流的主要通道,防渗墙只有完全截断覆盖层才能取得较好的防渗效果;当采用悬挂式防渗墙时,防渗墙深度取其与覆盖层厚度之比为0.7左右时较为合理;单纯依靠铺盖不能有效控制覆盖层地基渗流;覆盖层渗透性是坝基渗流控制较敏感因素,其渗透系数大小及渗透各向异性均对大坝渗流场有一定影响。     

考虑壁面滑移效应的平行单裂隙辐射流瞬态水力特性研究

为研究平行单裂隙辐射流内部细观水力特性,建立基于湍流RANS k-ε计算模型.结果表明:平行单裂隙辐射流呈现"非典型辐射流"现象,且存在优势水力通道;旋涡的演化束窄了水流通道,距离优势水力通道和辐射中心越近,流速和旋涡流强度越大;辐射中心水压增大引起裂隙流量增加,同时优势水力通道形成越早且越稳定,裂隙宽度越大,则裂隙湍...     

冻融循环下再生混凝土孔隙分布变化及其对抗冻性能的影响

为研究冻融循环下再生混凝土孔隙分布变化对抗冻性能的影响,选取再生骨料取代率为0%、50%、100%的三组混凝土进行冻融循环试验,基于核磁共振(NMR)技术,监测混凝土冻融破坏过程中内部孔隙结构的分布和变化情况.结果表明:冻融循环试验中,普通混凝土和50%取代率的再生混凝土抗冻性能相近,孔隙扩展不明显,而全取代再生混凝土内部孔隙扩展情况显著,混凝土抗冻性能明显降低;核磁共振测得的混凝土内部孔隙分布变化和孔隙体积变化率参数,能够很好的反映混凝土的抗冻性能,可以作为评判混凝土结构抗冻性的重要指标之一.     

石灰法常温浮选低品位白钨矿的工艺研究

柿竹园低品位白钨矿原矿WO3品位为0.39%,采用石灰法常温浮选分离,经粗选闭路试验获得了WO3品位为3.53%,回收率77.01%的白钨粗精矿。精选开路试验,通过添加酸化水玻璃,获得了最终浮选精矿WO3品位为42.12%,回收率46.26%的良好指标。精矿产品XRD图谱分析表明,萤石和方解石在石灰法粗选段和精选段分别得到了强烈的抑制作用,白钨矿与含钙脉石矿物可实现有效分离,研究结果表明,石灰法是实现白钨常温浮选的一条有效途径。