基于多孔介质土体分形特征的渗透系数研究

堤坝工程渗流计算中确定土体渗透系数尤为重要。利用分形维数不同尺度域,分析渗透破坏试验土样无标度区,指出土体细颗粒含量是决定土体分形维数的主要因素。基于多孔介质毛管束模型,推导了渗透系数和孔隙率与分形维数之间分形关系解析式,阐释了多孔介质土体渗透系数影响因子包括分形系数、孔径大小、分形维数及流体黏滞系数。利用土体渗透破坏试验结果,进一步论证了渗透系数和孔隙率与分形维数之间的非线性关系。结果表明:当分形维数大于2.83时,孔隙率随着分形维数的增大而减小,但在颗粒吸着水和薄膜水形成的黏聚力影响下,渗透系数随着分形维数增大而减小的规律不明显。研究结果可为渗透破坏形成机制及发展过程分析提供理论依据,减少堤坝渗透破坏致灾隐患。     

堤基渗流无害管涌试验研究

在室内水槽中进行几何比尺1∶20及1∶40的堤基渗流引起的管涌试验，论证了双层地基粉细砂层发生管涌通道时影响大堤安全的水平渗流临界坡降平均值为0.1左右。试验结果表明，管涌与砂层厚度、砂层顶面接触糙度、出口水头损失、堤前冲深以及砂基结构性质等有关，管涌有害与否与沿程承压水头分布的不断调整和渗流量变化密切相关。文中还讨论了模型比尺问题。     

堤防设计中的非稳定渗流计算

江河堤防必须考虑河水涨落的非稳定渗流来设计最经济可靠的渗控措施，本文按照河水洪峰在堤身内引起的浸湿(润)线前锋推进图案，引导出任何洪峰过程中堤身内浸湿距离的计算公式，包括不透水和透水堤基以及有防渗措施的堤基。计算公式与河堤渗透试验和数值计算结果互相对比是一致的。对于特殊情况，正弦曲线的典型洪峰，也给出了简便的浸湿距离计算公式。同时还给出了考虑非饱和土的吸力作用的计算公式以及在洪峰过程中堤后渗水量计算公式。     

团结水库大坝渗流状态分析

对四川省三台县团结水库自1993年7月至2000 年的大坝观测资料进行了 分析，并建立了用来预报和检验测点水位的多因子统计模型，此模型基本反映了大坝的实际 渗流状态。     

某平原水库坝基渗漏成因分析

针对某平原水库渗漏现象,采取安全监测、地质勘探和无损探测及数学模型等多种手段,对比了蓄水前后库周地下水渗流场差异,查明了坝基含水层中弱透水层连续性及缺失段,高密度电阻探测结果说明坝基含水层较深,应用坝体坝基及库周观测孔实测值开展了水库三维渗流反演计算,在此基础上对高水位水库大坝三维渗流场进行了预测计算。综合分析成果,揭示了水库渗漏成因,解释了库周浸没现象。结果表明,因地基相对隔水层渗透性大且有缺失段导致防渗体系不健全是水库渗漏主要原因,同时库内外广泛分布且封堵不彻底的农用机井缩短了有效渗径,增大了水库渗漏量。     

减压井运行效果影响因素数值分析

针对减压井运行效果,开展数值模拟分析。对减压井贯入深度、井管直径、井间距、出水口高程以及滤层透水性等因素,进行二维渗流有限元计算,分析各个因素对减压井淤堵的作用大小及影响规律。计算结果表明:减压井贯入深度与滤层透水性对其效果影响很大,且随着贯入深度增加,滤层透水性增高,减压井出水效果逐渐提升;井管直径对井效影响较小,直径越大减压效果越好,但提升幅度不大;井间距和出水口高程对减压效果影响不大。     

深厚覆盖层闸基渗控效果及防渗措施

为研究深厚覆盖层透水地基防渗墙的防渗效果,以典型闸为例,分析了不同防渗墙布设位置、空间几何尺寸、贯入度对渗流控制效果的影响。结果表明,垂直防渗墙的布设位置应尽量靠近上游,以减小底板扬压力,闸底进出口处等关键部位设置板桩、短截墙可显著降低出口处垂直出逸坡降和底板水平坡降;增加悬挂式防渗墙的贯入度,能降低扬压力和各部位渗透坡降,有利于渗流安全;对多道垂直防渗措施,前置的防渗墙贯入深度应尽量大,后置的防渗墙应尽量浅,以达到既能降低底板扬压力,又能减小出口处垂直出逸比降的目的。     

非稳定渗流作用下边坡稳定性试验研究

水位下降时产生的非稳定渗流不利于堤坝边坡稳定,是一个与水力学和土力学有关的复杂问题。开展了非稳定渗流作用下的边坡稳定模型试验,研究了不同土力学条件和水力学条件下,渗流对边坡稳定性的影响,探讨了水位降落指标k/μv与边坡稳定性之间的关系。结果表明：在边坡稳定性分析中,渗流方向是边坡稳定分析的关键,水位降落时渗流向上游方向,边坡安全系数远低于其他渗流方向。边坡失稳发生在水位降落过程中临水坡的渗透力或渗透坡降达到最大的时刻。不考虑渗流方向的计算结果不能正确反映边坡的稳定性,建议边坡稳定分析须正确考虑渗流作用。     

对“安庆城市防洪堤渗流控制”一文讨论的答复

感谢葛孝椿先生对"原文"的讨论,现就反演计算和减压井的平面计算问题答复如下：1水头和流量条件是渗透系数反演中取得唯一解的保证这一点众所周知,在毛胡熙先生所著《渗流计算分析与控制》[1]。一书中也充分说明。"原文"对7个典型断面的渗透性反演分析中遵循议原则,在各断面实测并流员资料确定的前提下利用测压管水头实测资料进行各土层渗透性的最优化农解一但有些断面或本身无井,或某些反演年份无井,也就无们应流量资料,反演所得仅是各土层渗透性的则对比值,在实际渗流分析时以其它年份或其它断面的表层弱透水层的k值代之.而分别得到各土层透水性的绝对值,并以多组不同年份和江水位下实测资料予以校校该反演值。因此"原文"在     

同马大堤护坡防浪及渗流研究

同马大堤汇口段是 98洪水后安徽省堤防加固示范堤段 ,通过两典型断面的渗流计算对大堤的渗流控制措施进行了分析论证 ,给出了 1998年洪水期渗流场、设计断面压土方案下的渗流场及压土方案的优化措施 ;根据该段的风浪要素核算结果和波浪作用下的渗流计算结果 ,分析了砼板护坡的稳定结构形式 ,比较了开缝砼板护坡和全封闭砼板护坡、护坡下有无垫层等几种不同情况 ,进行了砼板护坡的厚度、强度和稳定性核算 ,提出了汇口段砼板护坡稳定形式。护坡工程建成后 ,经过 1999和 2 0 0 0年汛期洪水风浪的考验 ,运用良好