堤坝饱和与非饱和渗流计算的有限单元法

对饱和与非饱和渗流计算的有限单元法进行了推导，并建立了数学模型。通过计算，比较了一般的饱和渗流与饱和一非饱和渗流两种模型的计算结果，并引用模型试验资料进行验证。其结果表明，饱和非饱和渗流计算方法具有不进行自由面调整等优点，在物理概念上更为完善。     

堤坝中饱和与非饱和渗流计算方法研究

本文研究了堤坝渗流分析的一种新方法:饱和——非饱和渗流的有限单元数值方法。主要研究内容是根据饱和——非饱和渗流规律建立数学模型,将坝内饱和区与非饱和区偶合在一起,构成整体的分析模型。数值计算结果表明自由水面线,等压线分希合理,同时与模型试验资料颇为一致。此外,在进行了饱和,饱和——非饱和土坝渗流数值计算的基础上,对比了二种计算方法和数值计算结果。表明:饱和——非饱和渗流分析,无需进行自由面的调整,不存在给水度这个参数的选取问题,而且也避免了饱和渗流分析中有时因单元剖分不合理而出现“缺口”的现象。该数学模型较饱和渗流分析数学模型在物理概念上更为完善。     

(复合)土工膜防渗土石坝饱和-非饱和渗流特性

分别采用完全饱和渗流及饱和 非饱和渗流有限元计算理论,对(复合)土工膜防渗土石坝进行渗流场仿真分析,重点研究土工膜等效处理时不同厚度放大倍数下大坝渗流场变化规律,同时结合坝体土石料不同渗透特性,计算得到大坝渗流量和浸润线与土工膜厚度放大倍数之间的关系,并比较了按完全饱和渗流理论与饱和 非饱和渗流理论计算结果的差别。结果表明:在坝体土石料渗透特性相同的情况下,土工膜不同厚度放大倍数时浸润线仅在土工膜等效区有较大差别,在膜后坝体部位基本保持不变;大坝渗流量与土工膜厚度放大倍数及坝体填料的渗透特性相关,按饱和渗流理论计算所得的大坝渗流量大于按饱和 非饱和渗流理论计算得到的渗流量。     

考虑非饱和区影响的土石坝渗流有限元计算

传统的有限元饱和渗流计算往往把渗透系数取作定值,而实际上非饱和土渗透系数呈非线性函数关系,与体积含水率、孔隙水压力密切相关.基于饱和-非饱和土渗流计算模型与原理,本文考虑渗流场非饱和区对堤坝渗流的影响,对某土石坝进行了渗流有限元计算与分析.算例结果表明,应用该思想与方法计算土石坝渗流,可以获得较为准确合理的渗流场计算结果.     

暴雨入渗下裂隙岩体边坡渗流及稳定分析

根据单裂隙饱和-非饱和渗流实验结果，确立了裂隙岩体渗流时饱和度与负压及饱和-非饱和渗透系数与负压之间的实验关系式，进而建立了有暴雨入渗下三维裂隙网络饱和-非饱和渗流数学模型，针对龙滩水电站左岸蠕变体边坡进行了不同工况下的渗流与稳定性分析，并相应给出了其高边坡工程安全施工建议措施．     

饱和-非饱和岩土非稳定渗流有限元分析研究

本文对饱和－非饱和渗流有限元分析方法加以改进，提出了修正容水度和加速迭代收敛技术的新方法，消除了饱和－非饱和渗流计算中的数值弥散现象，提高了收敛速度。给出的算例说明了本文理论的正确性。     

库水位下降期土坝饱和：非饱和渗流的二维数值分析方法

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。     

饱和——非饱和渗流模型在多层自由面渗流分析中的应用

针对灰坝灰面上部来水和地层渗透性相差较大而且地下水埋藏较深的复杂渗流情况，采用饱和－非饱和渗流模型进行分析，避开了用饱和渗流方法分析时带来的边界条件处理和自由调整的困难。其计算结果合理，为分析灰水下渗对地下水污染问题提供了依据，并为解决具有多层自由面地层的复杂渗流分析提供了一个简单实用的方法。     

三峡工期围堰饱和—非饱和渗流分析

根据三峡二期工程上游深水高土石围堰的水文地质特性和堰体防渗墙可能出现缺陷的有关假定，建立了饱和－非饱和条件渗流计算模型。编制了可供工程实用的多功能三维有限元渗流计算程序，在国内外首次对防渗心墙上部有缺陷时的渗流状态进行了研究，综合分析了非饱和渗流参数，防渗墙缺陷的位置，宽度等因素对渗流的影响，从而对防渗墙局部缺陷下围堰的渗透特性作出评价。     

饱和-非饱和渗流计算参数分析

在饱和 非饱和渗流计算中,非饱和渗流参数的选择至关重要。通过开展非饱和渗流参数试验及非饱和渗流模型试验,用模型试验结果作为评判标准,研究了VG模型代入法和试验数据法之间的差距,提出了"双参数VG模型"的方法。结果表明,利用"双参数VG模型"代入数值计算中,计算结果可以较好地和试验结果相吻合。     

岩体饱和/非饱和渗流表征单元体积浅析

岩体渗流表征单元体积(REV)是衡量等效连续介质渗流模型实用性的重要标准，也是数值计算中对岩体渗流进行网格剖分的基本尺度。本文从统计分析角度导出了岩体饱和渗流REV的表达式，从机理分析角度探讨了单裂隙非饱和渗透率表征单元面积(REA)随饱和度变化的关系。提出“REV-REA相似扩大假想”，建立了岩体非饱和渗流表征单元体积与单裂隙非饱和渗透率表征单元面积的相似对应关系。计算表明，在中等饱和度下单裂隙渗透率REA较小，而在低饱和度及接近饱和状态下单裂隙渗透率REA较大，文中从饱和度变化与沟槽流发育程度的关系对这一变化趋势进行了合理解释。算例中，采用开度分布的随机均匀场定量分析了单裂隙非饱和渗透率REA与饱和度的变化关系，基于REV-REA相似扩大假想求取了岩体非饱和渗流REV的大小。     

降雨入渗非饱和渗流对水库边坡稳定的影响

应用饱和—非饱和多孔介质渗流理论建立了水库边坡的非稳定饱和—非饱和渗流分析模型,然后根据实际降雨资料选取1个典型时段计算了某水库边坡在降雨入渗时的非稳定饱和—非饱和渗流场,分析了该水库边坡在降雨入渗条件下的非稳定渗流场对边坡稳定性的影响,并提出了加强排水的建议,以减少降雨入渗提高边坡稳定性。     

饱和-非饱和土的渗流三维计算

本文应用伽辽金有限元法对三维饱和-非饱和土渗流问题进行计算研究.介绍了数值方法和主要计算公式,给出了典型算例的计算结果,并与前人的试验资料进行比较,二者符合良好.     

基于无单元Galerkin法的饱和—非饱和土石坝渗流正演模拟

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。     

黄河大堤渗流动态的有限元分析

本文根据饱和一非饱和瞬态渗流数学模型,采用高斯点法分析瞬态渗流问题,从而考虑了单元内非饱和参数不同的影响,解决了饱和区边界条件有突变时引起的计算不稳定问题。介绍了相应的TSAP计算程序的研制,并用它对黄河大堤部分堤段进行了二维渗流动态分析。计算结果与观测资料所反映的渗流动态基本一致.表明了TSAP程序及其所依据理论的有效性、实用性和可靠性。     

库岸堆积体斜坡降雨过程稳定性研究

在对降雨入渗及其引发边坡失稳机制的研究基础上，基于饱和非饱和渗流数学模型，运用延伸的摩尔库伦强度理论，对某库岸堆积体斜坡进行了降雨过程的饱和非饱和渗流场计算和稳定分析．表明降雨是导致库岸堆积体滑坡的主要外动力因素之一，并得出了在采用实际可能降雨特征时，库岸堆积体的最小安全系数发生在雨后一定时间内的结论，这与实际工程情况相吻合，可更合理的解释因降雨引发的库岸堆积体滑坡问题．     

三峡二期围堰饱和非饱和渗流分析

根据三峡二期工程上游深水高土石围堰的水文地质特性和堰体防渗墙可能出现缺陷的有关假定,建立了饱和非饱和条件渗流计算模型。编制了可供工程实用的多功能三维有限元渗流计算程序,在国内外首次对防渗心墙上部有缺陷时的渗流状态进行了研究。综合分析了非饱和渗流参数 防渗墙缺陷的位置、宽度等因素对渗流的影响 从而对防渗墙局部缺陷下围堰的渗透特性作出评价。     

太平驿水电站三维渗流计算研究

利用太平驿水电站施工过程中的渗流观测数据，对该电站闸基渗流场进行正反演模拟计算，并对结果做了详尽分析研究，提出了建闸前后地下土层从非饱和到饱和的渗流特征。     

基于有限元的病险土石坝防渗加固效果评价

渗流问题是土坝安全的关键之所在,因此在对病险水库进行除险加固以及防渗加固效果评价时,渗流计算是最重要的内容。本文考虑了坝体的饱和与非饱和区域,分析了基于非饱和理论的土石坝渗流计算有限元方程、边界条件以及求解方法,在此基础上结合工程实例分析了某土石坝采用混凝土防渗心墙的渗流加固措施的效果,计算结果表明,采用混凝土防渗心墙能够很好地控制坝体渗流,降低坝体的浸润线以及渗流量,工程效益显著。     

河渠影响下土壤水—地下潜水联合运动的模拟研究

本文以饱和－非饱和流理论为基础，将非饱和土壤水与地下潜水作为一个整体进行研究，进而描述了灌溉河渠地表水与土壤水及地下潜水相互影响的形势。有限单元均衡的数值方法吸收了一般有限元法及有限差分法的优点。同时又体现了质量守恒原则，用于渗流方程的求解时更具有物理基础。本文还探讨了该法应用于渗流场计算时流速分布及断面物质通量的计算处理，对工程实际中的土壤水分滞后效应，变动边界条件及自由渗出面等难点也作了有益的