三维非均质岩体各向异性渗流场分析

通过对天生桥一级水电站引水系统非均质各向异性岩体渗流场的模拟计算，提出了三维非均质岩体各向异性渗流场的计算方法，并导出三维排水廊道边界的计算公式和三维自由水面边界的迭代方法．通过对不同参数对渗流场影响的研究和各种运行工况三维渗流场特征的分析，得出了三维各向异性渗流场的一些基本规律，为高压引水管道的设计、施工提供了合理的设计依据．     

考虑渗透各向异性的水下非圆形隧道渗流场解析

矩形、直墙曲拱形、多圆心形等非圆形隧道在工程建设中越来越常见,自然界土体多为渗透各向异性介质也是一个基本事实,目前水下隧道渗流场研究尚未综合考虑上述两种情况。本文以2个相互垂直的渗透系数表示隧道洞周土的渗透各向异性,基于坐标变换和保角映射法,给出了在渗透各向异性半无限多孔介质水下非圆形隧道的渗流量及水头的解析式。以某水下隧道为依托,通过数值模拟验证了解析解的正确性。并且研究发现：不考虑洞周土渗透各向异性将会低估隧道渗流量和衬砌外水头,给隧道工程的设计带来安全隐患,在隧道工程建设中根据实际情况适当考虑洞周土渗透各向异性的影响有重要工程意义。本文提供的方法适用于考虑渗透各向异性下的任意形状隧道的渗流场研究。     

煤层透气系数计算存在的问题及其解决办法

径向流量法是目前我国使用得最为广泛的一种煤层透气系数测定方法，但其透气系数计算存在着两个问题：其一是有时无法找到适当的计算公式，其二是有时又可以得到两个互相矛盾的结果。本文详细剖析了这些问题的根本原因，给出了解决问题的实用方法     

嵌入不透水球体复合多孔介质渗流场分析

嵌入不透水球体的复合多孔介质广泛存在于地下水渗流领域,由于不透水球体的影响,多孔介质中的水在流经不透水球体时发生绕流,且距离球体越近绕流现象越明显。为求解该复合介质的渗流场和等效渗透系数,在球坐标系下采用非线性Brinkman-extended Darcy方程,以无穷远处单向来流均匀和球面不滑移条件作为边界条件,求解出球体周围渗流流速与压强的解析解。分析该解析解表达式可知,此复合介质渗流场流速和压强分布与多孔介质基质的渗透率和地下水动力粘滞系数有关。在此基础上对渗流场流速进行积分,求出了Darcy流平均流速,并将平均流速表达式与Darcy公式表达式进行对比,得出等效渗透系数表达式,并且理论证明球体与多孔介质的相对尺寸是影响复合介质等效渗透系数的最主要因素。最后以一定级配的砂作为多孔介质基质,用直径分别为4cm、6cm、8cm的三种有机玻璃球体作为不透水球体,自制试验装置,开展了嵌入不透水球体复合多孔介质的常水头渗流试验。试验中控制多孔介质基质的压实度来保证其渗透系数基本不变,改变填充在多孔介质基质中的不透水球体进行渗流试验,对每一个不透水球体分别进行三组试验,取平均值作为试验结果。试验结果与理论计算的等效渗透系数值误差较小,验证了所推求嵌入不透水球体复合多孔介质渗流场的正确性。     

直接边界元法及其在地下水渗流问题中的应用

边界元法由于只在边界划分单元,可降低一维进行计算等特点,且适合于解决无限域问题,在渗流研究中具有一定的独特优点。本文作者用直接边界元法对正交各向异性介质定常渗流问题进行了数值方法研究与数值计算。通过选取适当的坐标函数,应用Green公式将区域积分转化为边界积分,充分发挥了边界元法的优势,并用Fortran语言编写了边界元法计算程序,进行了算例计算。     

考虑渗透动水压力时等效连续岩体渗流场与应力场耦合分析的数学模型

渗流对等效连续岩体的作用力包括渗透静水压力和渗透动水压力（渗流体积力）两部分。文中较全面地引入渗流与应力之间的相互作用关系,同时考虑渗透静水压力和渗流体积力的作用,以渗透系数与空隙率,体积应变的关系为桥梁,建立等效连续岩体渗流场与应力场耦合分析的数学模型,并采用有限元数值方法结合算例进行双场耦合分析与计算。结果表明,计入耦合作用,岩体各应力分量有不同程度的增大。     

土工合成材料在坝体防渗中的应用

阐述土工合成材料在坝体防渗应用时的设计及施工要点。     

Anisotropy of Expansion Coefficient and Slag Resistance of Spinel Carbon Bricks

1Introduction Graphite containingrefractoryhasbeenusedfor manyyearsinvariousindustryfieldsincludingthesteel makingindustrysuchasconverters,ladlesandrefractories forcontinuouscastingprocess.However,withthe progressinthecontinuouscastingprocessinrecent years[17],therefractoryisrequiredforexcellentcorrosion resistanceinordertoreducetheunitconsumptionand unitcost.Spinelgraphitebricksmaybeusedasdesirable brickswhichcanfulfillthisrequirement.Therefore,spinelcarbonbrickscanbeusedinthesteelmakingladle…     

孔隙走向引起的大空隙沥青混合料渗水性能方向差异

为了分析大空隙沥青混合料中孔隙走向特征及其引起的渗水性能方向差异,采用X射线CT扫描4组不同空隙率的大空隙沥青混合料马歇尔试件,通过图像处理技术测试试件在径向和竖向截面内孔隙形状参数,分析混合料中竖向和径向孔隙的分布差异。对旋转压实成型的大空隙沥青混合料试件,沿着径向和竖向钻孔取芯,采用开发的渗水仪,测试芯样12个方向的渗水系数,分析旋转压实试件在径向平面内12个角度和竖向平面内12个角度上渗水系数的差异。结果表明,大空隙沥青混合料径向与竖向孔隙具有不同的分布特征,径向空隙率更大,孔径更均匀,单位截面上径向孔隙数量更多;大空隙沥青混合料的渗水系数存在明显的方向差异性,竖直平面内不同角度上渗水系数的差异高于水平面内,竖直平面内在越趋于水平的方向上渗水系数越大。     

碾压混凝土坝层面渗流对坝体渗流场的影响

从碾压混凝土坝的渗透特性出发 ,采用薄层单元模拟层面 ,探讨了碾压混凝土坝层面渗流对坝体渗流场的影响规律 .     

水电站工程岩体渗流场及防渗排水系统优化研究

根据某水电站工程坝址区岩体内断层、裂隙发育的实际情况,采用集主要导水断层为一体的超等效连续介质数学模型.以现场勘探资料和设计参数、钻孔试验资料等为基础,建立能够反映左、右岸主要地质构造、导水介质和主要建筑物的三维有限元整体计算模型,并对大坝蓄水后的三维渗流场进行数值模拟研究.通过修改三维有限元整体计算模型,比较了各种防渗排水方案的效果,并提出了优化方案.     

各向异性参数对电性源频率测深曲线的影响

基于各向异性大地频率域电磁测深的正演计算,研究了二层大地模型中水平电偶极源下各向异性参数对电场Ex分量的振幅和相位曲线的影响。计算出在不同各向异性系数下电场水平分量的振幅和相位值,通过对其曲线特征进行分析,总结出一些规律性的结论,对野外资料的解释有一定的指导意义。     

借助渗流槽开发水动力弥散实验

在传统的地下水动力学实验中,利用渗流槽只进行河间地块的稳定渗流模拟实验以求取渗透系数。文中利用渗流槽开发了水动力弥散实验,进一步扩展了渗流槽的实验范围,增加了地下水动力学的实验项目,并详细阐述了实验原理和实验步骤。     

海塘渗透破坏数值模拟及渗透特性

为研究海塘的洪水渗透规律和渗透破坏机制,提出了可考虑土体渗透性随渗透破坏而变化的饱和-非饱和/非稳定渗流分析模型,编制了相应的程序。选取实际海塘进行了洪水渗透过程的数值模拟,并将计算结果与现场监测试验结果进行了对比,表明所建立的分析模型和计算程序是正确的。工程实例分析结果表明,海塘洪水渗透过程是一个涉及土体渗透性变化的饱和非饱和/非稳定渗流过程,塘身浸润线变化经历4个阶段,海塘渗透破坏是大渗流比降下洪水长时间渗透所导致的。因此海塘的洪水渗透破坏涉及破坏区土体渗透性的变化以及饱和-非饱和/非稳定渗流,按中国现行规范应用稳定渗流分析方法进行计算是存在问题的。     

大坝混凝土渗透系数反演及其随时间的变化规律

渗流分析是混凝土坝结构计算的重要组成部分,渗透系数是渗流分析的重要参数.然而随着时间的推移,混凝土的渗透系数也会发生变化,为了解其随时间的变化规律,利用混凝土坝安全监测资料,对相应测值序列进行分段反演分析后,对大坝混凝土渗透系数随时间的变化规律进行数学拟合.     

平原河道渗漏实验模型研究

以实测数据推求平原河道渗漏损失模型，为流域调水过程中的水资源配置和优化提供依据。     

大河桥水库坝体防渗处理技术

以大河桥水库除险加固工程为例,探讨了防渗墙在坝体防渗中的应用,综合分析了大坝内理论浸润线分布、各测点压力水头等重要的渗流特征参数,并运用有限元法复核计算增设防渗墙前后的坝体渗流.结果表明,实测浸润线与渗流有限元法数值模拟结果能够较好地吻合,水库坝体防渗处理方案可行,有效解决了渗漏问题,改善了水库的运行条件,为相关工程设...     

非对称压差下三角形微孔摩擦副的两向异性应用

加工有方向性微孔的平行摩擦副在不同运动方向有不同的摩擦性能,但缺少两向运动时,利用方向性微孔的两向异性去适配两向不同压差的研究。基于Fluent多相流空化模型,针对带有等边三角形微孔的平行摩擦副,建立了其中一个微孔周期的间隙流体的三维数值计算模型,研究了如何应用三角形的两向异性以减小摩擦系数。首先,使用了流动因子判定流动状态、网格无关性分析确定网格尺寸等方法,保证了数值计算模型的正确性。然后,描述了三角形微孔的两向异性,并解释了三角形微孔两向异性产生的原因是由于两向运动时的不同楔效应;随后,研究了运动速度和微孔深度对两向异性的影响;最后,在不同的两向运动工况下,将三角形微孔摩擦副的两向平均摩擦系数与圆形微孔的两向平均摩擦系数进行了对比。三角形微孔摩擦副的两向异性主要出现在压差较低的区域,摩擦系数差异最大可达31.68%;增大速度会使具有明显两向异性的压差区间增大;不同的孔深对两向异性的影响取决于孔深对动压的影响,孔深为3μm时效果最好;圆形微孔摩擦副的摩擦系数介于三角形摩擦副两向运动的摩擦系数之间,与正向运动时的三角形微孔摩擦副的摩擦系数最大相差17.96%;当两向运动时,应设计三角形微孔尖端朝向压差较低侧,利用三角形微孔的两向异性能够比圆形微孔摩擦副,最大减少13.3%的两向平均摩擦系数。     

考虑崩落矿岩非均匀度的低贫化放矿方式

分析了非均匀崩落矿岩在放矿过程中的流动特点以及无底柱低贫化放矿方式 .通过立体物理模拟放矿实验 ,对矿岩散体非均匀度对低贫化放矿方式截止放矿贫化率的影响进行了研究 ,并将研究结果应用到白银铜矿生产实践中 ,初步取得了良好的经济效益和社会效益     

自卸汽车高强度钢板车箱结构强度分析

为分析自卸汽车高强度钢板车箱的结构强度,建立了以板壳单元为基本单元的车箱有限元分析模型,采用多体动力学仿真分析软件SIMPACK仿真计算出油缸的举升力,按朗肯主动土压力理论计算出装载的砂石对各板的作用力,应用Hyperworks有限元分析软件对车箱结构强度进行了静态和模态分析,得到了车箱应力、变形分布和模态参数,为高强度钢板车箱的设计及改进提供了参考依据。