饱和非饱和三维多孔介质非稳定渗流分析

对常用的饱和非饱和三维多孔介质非稳定渗流的有限元算法提出了改进 ,经实例证明 ,本方法是有效可行的 .     

饱和——非饱和三维瞬态渗流的高斯点有限元分析

本文提出了堤坝三维饱和——非饱和瞬态渗流有限元分析的一种新方法——高斯点法。本法是根据饱和——非饱和渗流规律建立的数学模型,将堤坝内饱和——非饱和区耦合在一起,构成整体的分析膜型,然后利用数值积分时高斯点处压力选取计算参数来进行单元刚度矩阵的计算,从而解决了单元内存在的非饱和渗透参数不同的问题。也解决了由于饱和区边界条件突变引起的计算不稳定问题。该法计算量小,迭代格式简单,算例表明了该法的有效性。     

饱和-非饱和渗流作用下边坡稳定分析的混合法

针对边坡稳定分析条分法存在的问题，在饱和－非饱和渗流不动网格有限元计算的基础上，用土体单元所受的渗透力代替其周边的孔隙水压力，达到利用渗流计算时的剖分网格和计算结果，直接连续进行渗流作用下的边坡稳定分析的目的，并有用数学规划中的单纯形法自动寻找最小安全系数，算例表明，该方法具有一定的实用性，并为考虑降雨等引起的饱和－非饱和不稳定渗流作用下的边坡稳定问题的分析提供了实用的工具。     

数值计算中的加速收敛技术

本文从一个新的角度对数值计算中常用的几种加速收敛技术进行了分类总结,分析了各种加速收敛技术的数学思想、作用,以及使用中要注意的问题。     

非饱和土水气两相不相容、不可压缩渗流有限元数值分析

讨论了非饱和土中水和气体两相不相容、不可压缩渗流的达西定律及水气两相耦合的渗流运动方程及vanGenuchten土水特征曲线 ,用Galerkin法建立了非饱和土水气两相不相容、不可压缩渗流的有限元方程 ,编制了三维有限元计算程序 ,应用计算实例验证了程序的计算能力 .     

基于非饱和渗流理论的土石坝渗流分析

针对考虑土壤非饱和区且设有排渗系统对水库渗流影响研究不足的问题,结合工程实际,采用非饱和渗流分析方法,对设有集水廊道的土石坝渗流进行研究。结果表明:土壤非饱和区的存在导致大坝单宽流量增大,浸润线抬升;考虑非饱和渗流的影响研究渗流问题更符合工程实际情况,弥补了饱和渗流研究存在的不足,丰富了已有的渗流研究成果;此外,采用设置集水廊道的排水措施能够有效地降低坝内和下游河床浸润线,减少下游浸没区范围,有利于大坝整体抗滑稳定和后期安全运行。     

岩体裂隙非饱和渗流试验系统研制及应用

摘　要: 为了准确测定岩体裂隙非饱和水力参数, 并揭示裂隙非饱和渗流特性及规律, 设计研发了一套裂隙非饱和渗流试验系统。该系统不仅可以实现真正意义上的岩体裂隙非饱和渗流, 而且使用高精密的柱塞泵、 电子天平、 压力传感器和回压控制系统等, 可确保试验的测量和控制精度。通过开展岩体单裂隙非饱和渗流试验, 初步阐明了单裂隙非饱和渗流的一些水力特性: 实际岩体裂隙相对于概化模型裂隙具有更大的束缚水饱和度, 而且由于薄膜水和孔角毛细水的存在, 当饱和度很低时, 非饱和渗透系数也较概化模型裂隙大。建立了毛细压力与非饱和渗透系数之间的试验关系, 通过对试验数据的分析提出了毛细压力-非饱和渗透系数的拟合公式, 根据与前人所建立的经验公式对裂隙吸水和排水过程拟合结果的对比可知, 本文公式的拟合精度高, 对于深入研究裂隙非饱和渗流具有一定的参考价值, 同时, 试验结果表明本文试验系统是准确可靠的, 可用于岩体裂隙非饱和水力参数的测定及非饱和渗流特性的研究。     

渗流-应力耦合效应对非饱和土边坡稳定性影响分析

基于VG模型得到土-水特征曲线与渗透系数函数曲线,通过建立有限元数值分析模型,采用有限元软件SIGAM/W与SEEP/W分别进行渗流-应力耦合分析与只考虑渗流的非耦合分析,将得到的渗流场与应力场导入SLOPE/W计算安全系数并对土坡内应力应变进行分析,研究耦合效应对边坡稳定性影响的相关规律。结果表明,渗流-应力耦合效应使得土体中雨水下渗速度更快,土中基质吸力消散更快;降雨对土坡稳定有不利影响,耦合分析土坡安全系数比非耦合分析小,耦合效应对非饱和土边坡稳定性影响不可忽略;降雨入渗条件下,土坡浅层出现应力集中现象,湿润锋深度处出现应力集中带,土坡易发生浅层破坏;坡脚水平位移比坡顶大,土坡失稳多从坡脚开始。     

下咱日堆积体非饱和渗流与稳定性评价

暴雨作用下边坡的稳定性问题一直是工程上非常关心的复杂系统问题.通过非饱和渗流理论和改进的Bishop法,考虑非饱和带基质吸力和暂态附加水荷载等作用,利用Geo-Slope公司系列软件进行耦合分析,对梨园水电站下咱日堆积体进行稳定性评价.结果表明:降雨开始时,地表点基质吸力迅速降低,基质吸力降低的起始时间明显滞后于降雨的起始时间;暴雨强度越大,相同降雨历时各关键点处位移量越大,直至堆积体内超孔隙水压力完全消散,各关键点位移才基本趋于稳定;随着降雨持续,堆积体安全系数不断降低,雨后2～3d安全系数才达到最小值,之后由于坡体内基质吸力回升、抗剪强度增加,从而堆积体安全系数又有所增大.     

饱和—非饱和填埋场衬垫系统中水渗流规律的数值模拟

采用饱和—非饱和渗流场数学模型,通过室内试验测得的黏土渗透系数并运用数值模拟手段研究饱和—非饱和填埋场衬垫系统中水渗流规律。数值模拟结果分析表明：在饱和渗流场中水的运移速度明显大于处于非饱和状态下的运移速度,并导致在相同位置衬垫层处产生不同的压力水头,且随着时间的变化,非饱和渗流场下的压力水头远远小于饱和状态下的数值;此外,还验证了工程实际中采用渗透系数为10-7cm/s数量级黏土衬垫系统的合理性。该研究为分析渗滤液水分运移规律时采用非饱和渗流场提供理论数据,并验证所推荐的填埋场衬垫系统土工参数的正确性。     

基于COMSOL Multiphysics的渗流有限元分析

复杂渗流场的自由面求解、饱和-非饱和渗流场分析以及考虑渗流作用的多场耦合分析等问题是目前水利水电工程计算中的难点和热点.由于这些问题具有较强的非线性,数值模拟难度较大.对COMSOL Multiphysics软件进行了初步的开发和应用,基于Darcy方程、Richards方程等基本微分方程,或者建立自定义偏微分方程模型,进行了渗流分析的数值模拟.对自由面求解问题采用了一种新思路,研究了非饱和渗流计算参数的处理技术,探讨了多物理场耦合分析方法,并通过若干算例,验证了技术路线的合理性和可行性.借助COMSOL对重力坝断面二维渗流场及复杂岩基三维渗流场进行了数值分析,计算成果合理.实现了渗流场与应力场、温度场三场(THM)的全耦合分析,为进一步探索温度-渗流-应力-化学(THMC)全耦合模型的计算奠定了基础.     

大岩淌滑坡非饱和渗流情况下的稳定分析

对大岩淌滑坡暴雨期的非饱和渗流场进行了计算 ,同时考虑了排水的作用 ,并应用弹粘塑性有限单元法对滑坡体在非饱和渗流场作用下的稳定性进行了分析评价 .结果表明 ,有效地降低滑坡体中的地下水位 ,可以明显地提高其整体稳定性 .     

节理裂隙岩体渗流与应力耦合分析

在总结已有的饱和非饱和渗流模型的基础上，把裂隙岩体看作是离散网络模型，分析研究了含节理裂隙岩体的非饱和渗流特性，建立了裂隙网络饱和非饱和渗流模型，并推导了控制方程．对节理裂隙岩体中外力对裂隙渗流的影响进行了分析研究，提出了渗流场—应力场耦合的分析模型，推导出三维应力与裂隙水压力共同作用下一组平行裂隙组的渗流应力耦合关系式。     

岩土体内降雨非饱和入渗问题研究

讨论了降雨非饱和入渗机理、计算分析及其工程应用方面所取得的成就和存在的问题。其中包括了降雨入渗机理模型、土-水特征曲线、降雨非饱和数值计算等方面的研究。另外就降雨入渗诱发滑坡问题的应用进行了简单的探讨,并指出了目前应用中存在的问题和新的研究方向。研究结果表明,进一步发展降雨非饱和入渗理论研究及其计算方法对完善非饱和入渗理论和解决由降雨入渗引起的地质灾害工程问题有着重要的意义。     

九江大堤溃坝渗流的可靠性分析

对九江市防护大堤发生的严重渗流溃口问题进行了可靠性分析和评定.在分析中，结合九江市堤防溃口的渗流破坏机理，采用二维饱和渗流有限元和概率分析方法，从渗流稳定性的角度，研究了在随机条件下九江市防护大堤的抗渗安全问题的可靠性分析方法.讨论了发生溃堤的主要原因，指出了在1998年长江百年一遇的洪水条件下，九江大堤溃口断面的抗渗可靠性仅为55%.同时也证实了九江大堤被冲溃口的必然性.研究表明，对防洪堤坝的抗渗稳定性进行可靠性的概率分析是一种更科学、更合理的堤坝抗渗安全性分析方法.     

有限元计算方法在大坝渗流分析中的应用

根据安徽牯牛背水库大坝地质资料,利用有限元方法对大坝渗流稳定进行分析,同时通过对大坝安全监测资料分析,对比二者的计算成果,证明有限元法计算渗流稳定是可行的.     

地下室防水处理实例分析

文章结合实例分析地下室渗水的原因,提出处理方案.