碾压混凝土及碾压混凝土坝的渗流特性研究

根据室内外碾压混凝土的渗透试验结果及光滑缝隙层流理论，笔者导出了有关碾压混凝土渗流特性分析的理论算式，并详细地分析了碾压混凝土本体、层面水力等效隙宽、层面处理方法及渗透各向异性比等因素对碾压混凝土渗流特性的影响。认为，碾压混凝土及碾压混凝土坝是一种强渗透各向异性体，即使施工时层面处理较得当，碾压混凝土沿层面切向及法向的主渗透系数均较小，但其渗透各向异性比仍会达到２￣３甚至４个数量级。因此，碾压混凝     

单裂隙辐射流渗流试验研究

通过裂隙辐射流渗流试验装置对人工裂隙进行不同法向荷载下渗流试验,分析法向应力和渗流压力对渗流量的影响机理。各级法向荷载下裂隙面冲刷痕迹大体接近,被冲刷的区域集中在试件中心进水口处,进水口附近水流产生较大紊动。不同法向应力下渗流量与入渗水头近似呈线性关系,说明了试验过程中裂隙水的运动特性符合达西定律;相同入渗水压下的渗流量大致相同,上下试件之间的接触状态不随法向应力的加大发生变化,而是维持一个稳定的裂隙开度。入渗水压从0.1 MPa到0.2 MPa之间水头损失增加较快,0.2 MPa后增速变慢且趋近直线;水头损失百分比曲线呈现先增大后减小的规律,拟合曲线为三次多项式。     

第一类越流含水层系统中非完整井附近非达西渗流近似解析解

研究了第一类越流含水层系统中非完整井附近非达西渗流问题,得到主含水层抽水井附近水位降深拉氏空间近似解析解及抽水后期近似解析解。抽水井附近主含水层中渗流概化径向渗流和垂向渗流,径向渗流由于流速较大由非达西渗流公式Izbash公式来刻画,垂向渗流由于流速较小用达西定律表示,通过线性化方法简化非达西非线性项,然后结合Laplace变换和有限余弦Fourier变换对水流模型进行求解。结果表明:主含水层中水位降深对称于滤水管中轴线,且在中轴线处最大;在抽水后期,主含水层水位降深随着弱透水层渗透系数的增大而减小,且随着Izbash公式中非达西经验指数n值增大,主含水层得到越流补给的水量减小。     

土工织物的渗透性与荷载关系的试验研究

本文研究了无纺土工织物的透水性与荷载的关系,测定了在不同荷载下不同坡降时无纺土工织物垂直向和水平向的渗透系数,这较之无载情况下测定的渗透系数更符合实际工程运行时的情况。测定结果,无纺土工织物水平向的渗透系数大于垂直向的渗透系数,且当荷载达2OOkPa后无纺土工织物的透水性基本不变,土工织物的这一特性,对其在工程中的推广应用是极有意义的。试验还初步探讨了达西定律在确定土工织物渗透性中的应用,结果表明,当上复荷载较大的情况下,透过无纺土工织物的水流极易偏离层流。所以达西定律不能完全适用于这种介质,此时达西定律仅能提供近似的渗透系数值。     

碾压混凝土坝的渗流特性和渗流控制

在系统分析和总结已有碾压混凝土渗流特性研究成果的基础上 ,通过自制的适于进行碾压混凝土渗流试验的实验装置 ,对现场取样的碾压混凝土试块进行了碾压混凝土本体及层面的渗透试验 ,着重研究了碾压混凝土层面的渗流特性 ;对应力、水头对碾压混凝土渗透性的影响进行了探索研究 ,获得了碾压混凝土不同工况、不同层面处理方式的渗流特性。对碾压混凝土坝的渗流控制提出了一些有益的观点。     

一维低渗透介质非达西渗流实验

该文选取黏质粉土、粉质重亚黏土、粉质重黏土1和粉质重黏土2四种细粒土样作为实验介质,开展一维土柱渗流实验,研究了低渗透介质中的渗流规律,并通过调节进出水端的水头差,同时观测出水流量,分析水力梯度和渗透流速之间的关系.实验结果表明:土样粒径的分布对渗流规律起决定性作用,即随着土样介质中黏粒含量的增大,渗流由达西流变为非达西流,且黏粒含量越高,非达西现象越明显,当渗透系数低于10-5 cm/s数量级时,该非达西流中水力梯度和渗透流速满足二次方程关系.此外,对比粉质重亚黏土和粉质重黏土,可以明显发现渗流存在着启动水力梯度,且启动水力梯度会随着黏粒含量的增大而增大.     

裂隙网络非达西渗流REV及非达西系数张量研究

裂隙网络渗流理论最初建立在裂隙渗流服从立方定律的基础上,而裂隙中非达西渗流更为广泛存在,因此,裂隙网络非达西渗流特性研究更具工程应用前景。本文首先对基于单裂隙立方定律的线素法模型进行改进,用以实现裂隙网络非达西渗流的计算,进而将其应用于实测裂隙数据生成的裂隙网络非达西渗流特性的研究。研究结果表明:根据改进线素法模型和Forchheimer定律计算得到的等效渗透系数张量与线素法模型和达西定律计算得到的具有一致性。对于同一裂隙网络而言,等效非达西系数张量确定的渗流REV要比等效渗透系数张量确定的大,且等效渗透系数张量与等效非达西系数张量的主轴方向一致,但两者之间的长轴互相垂直。     

碾压混凝土坝层面渗流变异特性研究

通过对碾压混凝土坝层面不平度的统计分析,模拟了层面的几何形态,揭示了层面渗透性能存在变异性的原因.通过对龙滩大坝现场碾压混凝土试块渗透压水试验成果的统计分析,得到了碾压混凝土坝层面渗透系数服从对数正态分布的结论,并建立了龙滩碾压混凝土坝层面渗透系数随机统计样本,为碾压混凝土坝随机渗流场数值模拟提供了基础.     

碾压混凝土坝及龙滩碾压混凝土重力坝的渗流特性研究(一)

据室内含层面和不含层面碾压混凝土试件的渗透试验结果，碾压混凝土坝现场压水试验结果以及某些已建碾压混凝土坝实际运行情况，针对碾压混凝土坝为一成层材料结构体的特点，本文用隙面缝隙渗流理论和传统的多也隙介质体达西渗流理论，提出惰压混凝土坝的渗流基本理论和渗流基本特性，最后对拟将开工建设的龙滩高碾压混凝土重力坝的渗流特性进行了数值分析。     

碾压混凝土坝渗流场与应力场耦合作用的研究

作者视成层浇筑而成的碾压混凝土在强度和渗流特性上都为横观各向同性体，给出描述南体渗透各向异性的渗透张量和线弹性变形的５个弹性特性常数的算式，并论述了求解压混凝土坝渗流场和应力场的有限单元法。据碾压混凝土圆筒体试件在层面法向荷载作用下的室内径向渗透模型的耦合作用试验结果，建立碾压混凝土坝中渗流场与应力场耦合作用的耦合算式及解耦算法，其中用单元开裂裂缝分布模型考虑了坝体层面及混凝土本体在任何可能方向上     

碾压混凝土的渗透规律试验研究

根据国内某碾压混凝土工程坝体芯样渗透特性试验成果，对碾压混凝土渗透特性规律进行了总结评述。认为在持续水头作用下，碾压混凝土的渗透具有时效自密性；高水头作用下的碾压混凝土可能存在偏达西流现象。     

第二类越流系统中抽水井附近非达西流近似解析解

该文研究了第二类越流系统中抽水井附近非达西流问题,主含水层中的水流假设为非达西流且方向为水平方向,弱透水层中的水流假设为达西流且方向为竖直方向,假设可以采用Izbash定律描述非达西流。利用线性化方法得到了非达西流情况下的近似解析解并给出了相应的计算算例,以及对计算结果进行了分析。研究结果表明:Izbash定律中的n值越大,在整个抽水时期的水位降深越小;Izbash定律中的k值越大在抽水初期水位降深越大,而在抽水后期水位降深越小;弱透水层的渗透系数在抽水初期对主含水层中的水位降深几乎没有影响,而在抽水后期弱透水层的渗透系数越大,水位降深越小。     

龙滩碾压混凝土坝渗流与应力场耦合分析

结合龙滩碾压混凝土重力坝的渗透特性，考虑碾压混凝土层面 流及其力学效应以及坝体应力状态对层面渗透性的影响，采用碾压混凝土坝渗流场与应力场耦合分析的数学模型及其有限元数值解法，对龙滩碾压混凝土重力坝进行了渗流场与应力场耦合分析，为工程设计提供了参考依据。     

碾压混凝土渗透系数的确定方法

现场压水试验的碾压混凝土渗流常处于非恒定状态，压水试验规程中按恒定流确定渗透系数的方法不再适用.本文仿照混凝土试件快速试验确定渗透系数的方法，推导出压水试验过程中渗流处于非恒定状态条件下碾压混凝土求渗透系数的方法和公式.该方法曾应用于江垭工程现场压水试验，较为真实的反映了碾压混凝土的渗透特性.     

大渡河中游流域深厚砾石层沉积特征与渗透特性

大渡河中游流域广泛分布一套物质组成复杂、沉积环境多变且工程地质性质特殊的深厚砾石层，其渗透性是制约沿线基础建设活动的关键问题之一。通过野外颗分试验和室内外渗透试验，分别从渗透系数计算、水流流态、渗透性与沉积特征关系等方面对该地区深厚砾石层展开研究。研究结果表明：研究区域的砾石层主要由碎块石及角砾土组成，有效粒径和不均匀系数较大。试验中水在较小的水力坡降下以层流方式运移，符合达西定律；在较大水力坡降下渗透表现为层流-紊流过渡阶段，此阶段渗流速度与水力坡降成幂函数关系，两个阶段渗透系数均可采用提出的经验公式估算。研究成果可为研究区深厚砾石层渗透系数计算和渗透性强弱判定提供参考。     

贝壳填料渗透特性的实验研究

为充分了解贝壳的渗透性能,提高资源利用率,以达西定律为依据,通过常水头渗透实验,探究贝壳不同粒径时其体积密度、孔隙度的变化规律及渗透系数k的影响。结果表明:在混合组中,由于小粒径贝壳能够充分混合在大粒径贝壳中,使得混合组的体积密度明显增加,而孔隙度减小;在混合组中随着贝壳粒径的增大,孔隙度和渗透系数均增大,两者之间存在正相关性,渗透效果也越好;不同粒径的贝壳混合后对渗透系数的影响显著,小粒径贝壳和大粒径贝壳混合对渗透系数影响更为明显。     

考虑时间效应的地基水荷载对大坝位移的影响

基于等效介质模型研究了饱和地基非稳定渗流对混凝土坝位移的影响,对比分析了不同地基渗透系数以及坝基帷幕排水等因素对大坝位移的影响。结果表明:岩基内的水头随时间而变,初期变化较大,后期变化较小;岩基渗透系数减小,水头趋于稳定的时间更长;大坝的位移在蓄水初期变化较大,蓄水后期变化较小,随着地基渗流场趋于稳定,坝顶相对基点的水平位移逐渐增大,上游地基的沉降逐渐减小,下游地基上抬逐渐增大,随着地基渗透系数减小,大坝位移趋于稳定的时间更长。     

龙滩碾压混凝土坝稳定渗流场与稳定温度场耦合分析

渗流通过参与热量传递与交换影响温度分析，温度通过改变介质渗透系数和温度势梯度引起水流运动来影响渗流场，两者相互作用最终达到珠渗流场和温度场,应用混凝土坝渗流场和温度场耦合分析的数字模型，进行了龙滩碾压混凝土重力坝稳定渗流场和稳定温度场的耦合分析，结果表明，耦合作用使龙滩坝稳定温度场温度普遍降低，稳定渗流场水头普遍升高。     

碾压混凝土坝的渗流与控制(一)

依据国内外碾压混凝土及碾压混凝土坝渗透试验结果,结合碾压混凝土渗流特性的理论,分析了碾压混凝土本体和层面的渗透性、层面等效水力隙宽、层面处理方式等基本因素对碾压混凝土渗流特性的影响,归纳出碾压混凝土坝渗流的一般规律性,并通过对已建工程实践的分析比较,提出碾压混凝土坝的一些渗流控制对策。     

重力坝坝底渗透压力分布机理研究

基于重力坝坝基渗流压力水头与渗流流速的微分关系,导出渗流压力水头控制偏微分方程,从而得出混凝土重力坝坝底扬压力分布规律:重力坝坝底面的渗透压力分布形状由坝基岩的渗透系数和渗流沿坝底的水平向流速的变化率确定.坝底面渗流水头曲线在某点向下游变化趋势的弯曲方向,与该点渗流向下游的水平向流速变化率的正负相反;渗流沿坝底面某微段作用水头的改变量,与该微段渗流向下游的水平向流速平均变化率成正比,与水平向渗透系数的大小成反比.