堤防管涌渗流场响应特征的数值模拟

采用数值模拟方法研究了管涌发生后堤防渗流场响应特征,探究了堤防不同深度和不同水平位置处的孔隙水压力变化规律,分析了管涌位置和管涌通道尺寸对堤防孔隙水压力变化的影响,提出了基于孔隙水压力变化特征快速识别堤防管涌险情的思路,得到了可用于堤防管涌监测的孔隙水压力测量设备合理布设区域。结果表明：管涌发生后,堤防不同位置处的孔隙水压力均出现一定程度的降低,管涌通道底部及其上部1m深度范围内孔隙水压力有较大幅度的降低,可作为监测管涌发生的孔隙水压力测量设备埋设深度范围;管涌发生后,同一水平面上与管涌通道距离相同的位置孔隙水压力变化基本一致;管涌通道与堤脚的距离越远,管涌发生后管涌通道周边位置孔隙水压力降低值和降低率越小;随着管涌通道直径的增大,管涌发生后管涌通道周边位置孔隙水压力降低值和降低率显著增大。     

浅谈堤防管涌险情的抢护

结合多年工作实践,分析了堤防管涌险情产生的问题及原因,并对管涌险情的判别和抢护的主要因素进行了分析,提出了预防及保护措施。     

堤防管涌渗漏隐患探测新方法

作将地球物理瞬变电磁法（TEM）应用于堤防管涌渗漏隐患探测，并研制成功SDC-2型堤坝渗漏探测仪，瞬主为电磁法属无损探测，没有插入地下的部件，具有分辨率高、探测速度快、操作简便等优点，既可用于堤防和土坝渗漏隐患扫描普查，又可用来定位堤防管涌通道，在湖南省岳阳县麻塘过错、大毛家湖和中洲过错大堤上进行了枯水期堤防渗漏隐患探测及洪水期管涌通道定位，测线总长17.4km，探测深度0-60m。枯水期探测出大毛家湖堤存在5处管涌渗漏隐患洪水期这些部位均出现管涌险情，验证了探测结果的正确性，说明瞬变电磁法是探测堤防管涌渗漏隐患的有效方法。     

实时水雨情对长江流域堤防管涌动态安全评估方法研究

为有效解决水雨情因素对于长江流域堤防工程管涌的影响,有效掌控堤防工程管涌险情的发展动态,实现对堤防工程险情的精准预防,保障堤防工程的安全运行,文章以长江流域存在管涌隐患的堤防工程为对象,结合实际工程,采用危险因素综合分析的方式为依据,建立针对长江流域堤防工程管涌险情的实时水雨情影响结果的动态评估系统,应用灵敏度分析、层次分析法(AHP)对不同因素进行实施科学分析及主观赋权,后对评估结果进行融合最终获取具有真实效用的动态安全评估结果。研究结果显示:通过管涌安全评估指标体系对长江流域堤防工程进行建模分析,可有效获取基于水雨情条件下的施工因素、地质环境及水文因素对于堤防工程的动态影响,评估结果与实际具有一致性,所采用方法合理、有效。     

沙基堤防管涌险情的抢护与防治

介绍了江汉平原沙基堤防发生管涌险情的概况,总结了在实践中行之有效的防治管涌的经验和措施,对实际工作具有参考价值。     

堤防管涌险情研究进展

目前,管涌险情的研究主要集中于管涌险情演化机理、物理模型试验与数值模拟方法、汛期与非汛期应急抢险技术等方面。管涌险情发生受临界水力条件与地层岩性结构等因素控制,但尚未系统考虑力学、河流动力学以及管涌发展过程中的连续与非连续扩展,且研究模型存在尺度效应。汛期管涌抢险仍以传统方法、人海战术为主,抢险效率明显不高;非汛期管涌险情控制主要以减压井和防渗墙等措施为主。可拆换式减压井成功解决了传统减压井淤堵问题,显著提升了运行效率;垂直防渗墙的防渗控制效果显著,但工程造价高,且缺乏全生命周期监测与评估,对运行效果难以掌握。从水土耦合角度开展管涌险情致溃机理研究,研发便携式、装备式抢险材料与设备是当前堤防管涌险情急需研究解决的科学难题与方向。     

兰溪市马公滩段堤防基础管涌处理浅析

在分析了兰溪市马公滩段堤基管涌采用排水减压槽处理失败的原因后，根据目前的工况，结合兰溪市城市防洪规划，经技术经济比较，提出了堤后设盖重的处理方案。     

堤防管涌的破坏机理和新型滤层结构设计

基于对堤防管涌(流土)险情的发生、发展和破坏机理的分析，设计了一种新型的滤层结构，即包括减压、过滤和保护三层合一的滤垫。     

堤防管涌声发射采集参数设置研究

为了采集管涌过程具有高信噪比的声发射信号,实现声发射技术在堤防管涌监测预警中的推广运用,开展了变水头作用下的管涌破坏试验。通过相同前放增益设置不同的门槛值,分析环境噪声和电子噪声信号,得到了不同前放增益下的最佳门槛设定值。对管涌破坏过程不同通道的AE信号参数最大幅值和最大峰频值分析,AE通道的前放增益选取40 dB,采样频率1 MHz,门槛值为25 dB。通过波形流的采集方法,采集管涌过程连续的AE信号波形。利用AIC准则对AE信号波形分析,得到了AE定时参数:峰值鉴别时间(PDT)为100μs;撞击鉴别时间(HDT)为900μs。管涌过程中AE信号为突发型信号,时域分布疏密差异。通过对单个撞击间时间间隔的测定,结合采样长度,得到了撞击闭锁时间(HLT)为1 500μs。由对噪声信号和管涌过程AE信号的分析,得到了一套适合堤防管涌过程声发射采集设置参数,研究成果对声发射监测堤防管涌具有重要参考价值。     

堤防工程管涌险情抢护措施

在堤防遇到汛期高水位时,堤防背水侧坡脚附近,会发生翻砂鼓水现象。原因分为两种情况:一种是在渗流作用下无黏性土体中的细小颗粒通过粗大颗粒骨架的空隙发生移动或被带出,致使土层中形成孔道而产生集中涌水现象,称管涌(又称泡泉等);另一种是在渗流作用下,黏性土或无黏性土体中某一范围内的颗粒同时随水流发生移动的现象,称流土。习惯上将这两种渗流破坏统称为管涌险情。     

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。     

堤基渗流管涌发展的理论分析

本文在渗流理论基础上，推导出了管涌孔口附近的涌砂范围及继续向上游冲蚀发展距离的计算公式，所提出的管涌冲蚀向上游发展的计算方法，可用来鉴别管涌的危害程度。计算结果与模型试验及管涌的实际调研资料比较接近。文中还用三维有限元数值计算方法验证了本文推导的水头分布及渗流坡降公式的可靠性，并论证了直接引用源汇点理论计算管涌附近水头分布的不适应性。     

基于高斯过程分类的堤基管涌发生可能性识别方法

管涌是导致堤基渗透变形破坏的主要原因之一,其影响因素众多且各因素之间又存在高度的非线性关系。因此,本文提出了一种基于高斯分类模型的堤防管涌发生可能性识别的新方法。首先,通过数学实例对比展示该方法的优越性,进而将该方法应用于工程实例中,结果表明该方法是可行的,且模型具有参数自适应确定、容易实现且识别精度高等优点,对于迅速识别堤基管涌发生的可能性具有重要的实际应用价值。     

1998年长江流域管涌险情特点分析

1998年长江流域发生了继1954年以来的又一次全流域性大洪水,虽然长江中下游堤防工程发挥了巨大的防洪效益,但也发生了大量险情,暴露出许多问题。其中管涌险情最为严重,占较大堤防险情总数的50%以上。文中对湖北、湖南和江西三省的管涌险情进行了统计,对管涌险情的位置分布特点以及人类活动影响等进行了分析,对管涌抢险的合理范围进行了讨论。     

北江大堤典型堤段管涌试验研究与分析

用北江大堤典型堤段的堤基粉细砂砾在玻璃水槽中模拟不同砂层厚度、埋深、层次结构及接触面粗糙度等条件下的管涌试验。论证了接触面加糙后能使临界坡降由光滑面的0．10提高到0．13～0．20。较细的上层砂和较粗的下层砂砾将有可能使临界坡降减小30％左右。最后,根据多层地基渗流理论推导出堤基渗流管涌发展的计算公式,并用三维有限元计算进行了验证。该公式可以用来估算管涌突发时的涌砂范围和继续向上游冲蚀发展的距离,以便判别危害大堤安全的程度。     

堤基渗流破坏影响因素试验研究及数值模拟

;堤基防渗处理多采用"前截中压后排"的方法,通过砂槽模型试验研究,分析覆盖层模拟方式、压盖重量、悬挂式防渗墙、渗流出口型式等工程因素对渗流破坏的影响,并采用流体动力学有限体积方法对试验工况进行了数值模拟分析.研究表明覆复盖层的试验模拟方式对渗流破坏坡降有较大影响,应结合工程实际选择合理的模拟方式;压重增加可以提高渗流破坏的临界坡降;悬挂式防渗墙对阻止渗流变形的发生作用较小但可以延长渗径,提高承担水头;渗流出口进行反滤处理后防渗能力有很大提高.研究成果与工程实际符合,为堤防防渗加固和防洪决策提供参考.数值模拟结果与试验数据接近,为进一步模拟研究渗流破坏过程和各种工况的防渗效果提供了基础.     

悬挂式防渗墙控制管涌发展的试验研究

在试验室水槽中进行了有悬挂式防渗墙的砂质堤基的渗流模型管涌试验,取得了不同贯入度悬挂防渗墙防止管涌效果的系列试验成果,论证了悬挂式防渗墙对覆盖土层下粉细砂地基发生管涌时有截断通道、控制管涌发展的显著功效。根据试验资料确定了悬挂式防渗墙及其前后水平段的渗流临界坡降,给出了管涌险情是否会影响大堤安全的估算公式。     

同马大堤堤基结构分类及工程应用

同马大堤属长江一级堤防,位于长江中下游左岸安徽省境内。由于大堤修筑在长江和皖河Ⅰ、Ⅱ级阶地或高漫滩上,堤基土体类型复杂,因而有必要对堤基结构进行分类,以利于堤防除险加固。根据堤基土体类型及地质特征,进行二级堤基结构分类,第一级将堤基分为粘性土堤基和砂性土堤基,第二级根据粘性土、砂性土的分布与组合关系进行分类。堤基结构分类为堤基渗透变形、堤坡稳定性分析和堤基工程地质分段评价提供了方法和依据。     

堤防管涌产生集中渗漏通道机理与探测方法研究

本文对堤防渗流管涌发生后产生集中渗漏通道的机理进行了深入的分析探讨，在管涌发生初期采用井流理论模拟河水向管涌口补给时地下水的流场情况，确定管涌开始发生时的范围以及逐步的发展过程，根据管涌的临界水力梯度，通过模型可以求出管涌初期的临界面，管涌初期涌砂区的范围较大，由于管涌离堤坝最近的地层中的水力梯度最大，被带走的砂也最多，涌水量增加而水力梯度减小，造成接近管涌初期临界面附近的水力梯度达不到地层颗粒移动的临界水力梯度，造成临界面向里缩小，最终形成了集中渗漏带。本文还对管涌渗漏探测的天然示踪与同位素示踪方法进行了论述。     

土工织物在防潮堤护坡中的应用

通过室内、室外试验及工程段试验观测，论证了采用较大孔径编织布做为防潮堤防护滤层的可行性，为土工织物滤层在辽河三角洲防潮堤护坡工程中的大面积应用提供了科学依据。