堤坝渗漏圆柱状热源模型及试验研究

 集中渗漏的地下水在流动过程中与岩土体发生热交换,从而改变附近的地温状况。结合集中渗漏通道自身特点假定渗漏通道为圆柱状,对形成集中渗漏通道后的岩土体温度场和渗流场特征进行分析,建立圆柱状渗漏通道热源模型,分别描述渗漏通道内外的传热过程。根据渗漏通道内的水流导热微分方程进行推导,确定通道为有限长和无限长2种情况下的沿程温度分布公式,由实测的温度变化通过反演可求出渗漏流速。通过室内试验模拟地下水渗漏通道的传热问题,得到不同热源强度、边界条件、渗漏水流速等相关因素影响下温度场的分布情况,并计算出不同工况下的流速,与实测数据相比误差较小,由此验证所建立的热源模型和提出的计算方法是可行的。     

堤坝集中渗漏温度场探测模型及数值试验

为确定堤坝集中渗漏通道的位置和性质,在反分析理论的基础上,建立齐次边界条件下的各向同性土体热传导模型和复杂边界条件下的渗流传热模型;求解简化边界条件后的解析解,对方程解进行变量转换,把渗漏通道位置和其他参数作为未知变量,建立反分析目标方程,指出实现回归优化的多条途径。为了验证其有效性,利用有限元软件设计数值试验,参照温度场特征,对两种主要模型不同探测线、最低温水平面及综合数据进行回归分析对比。工程实例优化结果表明,利用温度场进行集中渗漏探测是有效的方法。     

堤坝多集中渗漏通道位置温度探测研究

把渗漏通道虚拟为线热源,参数化渗漏通道的位置,利用迭加原理,推导了多个渗漏通道的温度场解析,再利用BURSA-WOLF模型进行坐标转化,最后运用最优化方法迭代出集中渗漏通道位置的数值解。结合工程实例,建立多个虚拟线状集中渗漏通道位置温度探测的二维模型。首先进行单个集中渗漏通道位置的最优化,如果残差平方和(SSE)足够小,则终止计算;否则计算下一个渗漏通道位置,直到残差平方和足够小。计算结果确定了陡河水库左坝肩中的两个较强的集中渗漏位置,估计了三个微弱的集中渗漏大致位置。该方法较同位素及综合示踪法定性分析更为精确。根据计算对主要渗漏进行了进一步治理,水库漏水量明显减小,说明该方法是有效的。     

夏庄水库渗漏通道探测研究

通过对钻探、物探、压水试验、注水试验和地质测绘多种勘察资料的研究分析,得出了夏庄水库产生渗漏的原因,并查出了渗漏通道的具体位置,最后指出该分析研究方法对同类工程具有一定的参考价值。     

堤坝渗漏通道热流耦合模型及试验研究

堤坝渗漏通道中水流与周围土体的热量交换可引起一定范围内的温度变化,因此渗漏通道可看作一个有限长线热源。堤坝浸润线以下存在着稳定的渗流场,可对坝体的温度场产生影响,但其影响未知。为此,通过分析点热源在移动介质中的温度响应来建立有稳定渗流影响的堤坝渗漏热流耦合模型,并设计了相应的试验平台,进行了试验模拟,分析了坝体中渗流场对温度场的影响。然后由实测温度通过模型反推出渗漏流速,并与试验设定值进行比较,误差在合理范围内。     

环境同位素和水化学在堤坝渗漏研究中的应用

首先分析了环境同位素和水化学在堤坝渗漏分析研究中的基本原理，作为天然示踪剂，环境同位素和水化学标记着地下水、河水和降水。通过对比地下水与河水、雨水的同位素和化学成分，确定这几类水之间的水力联系，从而判别地下水的补给源、渗漏区的位置与范围、地层的性质等。在3个实例中，运用环境同位素和水化学得出了许多有益的结论，并且这些结论也通过其它方法得到了验证。在堤坝的渗漏研究中，环境同位素和水化学是一个很有价值的工具，运用它可以得出许多直观的结论，并最终对防渗加固有一定的指导作用。     

综合物探技术在水库堤防渗漏通道探测中的应用

广东境内水库众多,其中有千余座水库都存在不同程度的堤防渗漏等病害.在堤防渗漏通道、堤坝隐患等探测中,采用自然电位法、高密度电阻率法等多种方法综合探测,既能发挥不同物探方法的优势,又可利用各种方法的测试结果相互验证,保证物探成果的可靠性,以获得良好的应用效果.     

花管与潜水面相交下的冲击试验模型研究

针对潜水井中的冲击试验,在花管与潜水面相交的情况下,由于注入井中的水分潜水面上、下两个部分流入含水层中,造成模型由线性变成非线性的问题,建立新的潜水井中的冲击试验计算模型,给出模型的解析解,并运用溶质浓度示踪技术,算出从潜水面以下部分流走的的水量,最终得到含水层渗透系数。而这与传统研究中,仅通过对测井的有效半径进行修正,来解决这一问题的方法不同。以西藏江雄水库库区一潜水完整井为例,进行现场试验,运用建立的模型,计算出含水层的渗透系数,并将其与Bouwer-Rice潜水井冲击试验模型的计算结果、以及抽水试验的结果进行对比,试验结果表明,建立的模型能够真实地反映地层的渗透特性。对冲击试验标准水头恢复曲线特征进行分析得出：当曲线以较慢速率下降时,才真正反映含水层的渗透特性。     

堤坝管涌渗漏检测仪的应用效果研究

堤坝管涌渗漏检测仪是利用“伪随机流场法”原理设计制造的,它能快速查明堤坝渗漏或管涌的进水口位置,并为抗洪抢险现场快速决策和汛后整治提供依据。文中结合水库大坝渗漏隐患的探测来介绍堤坝管涌渗漏检测仪的工作原理及其应用效果。     

高密度电法在堤坝渗漏中的运用

通过在贵溪市余家乡滴水村的老窑水库开展的高密度电法试验的资料分析,揭示了堤坝渗漏所引起的二维断面电性异常特征,圈定了堤坝隐患部位。结果表明,堤坝渗漏主要表现在贴坡排水坡以下,其电性特征表现为低阻,递减的趋势。     

斯拉格试验技术与理论研究综述

 斯拉格试验是一项成本低、简单、试验历时短、无需抽出或注入大量水的现场水文地质试验技术，在国外已有多年的发展历史。其发展分为现场试验技术的发展和理论模型的发展。斯拉格试验技术包括简单斯拉格试验技术、栓塞斯拉格试验技术和闭合–斯拉格试验技术。斯拉格试验理论模型包括指数衰减模型、欠阻尼衰减模型和非线性模型。斯拉格试验广泛应用于地下水污染水文地质、近地表农田水文地质、供水水文地质及石油和煤层气等诸多领域，估算含水层(岩体)的渗透参数。由于斯拉格试验技术本身固有的局限性，其影响范围较小。近年来，斯拉格试验发展成为一项评价含水层渗透参数空间变化特征以及低渗透性和极低渗透性岩体渗透特征的重要的水文地质试验技术方法，应用于核废物地质处置场址水文地质特性评价研究。利用闭合–斯拉格试验技术可以在野外测量渗透系数小于10－13 m/s的岩体渗透性。     

土石坝沥青混凝土心墙三轴力学特性研究

在三峡水利枢纽茅坪溪土石坝沥青混凝土心墙材料大量的三轴试验成果的基础上，对沥青混凝土的应力-应变特性关系及其力学特性进行研究。由试验结果可知，沥青混凝土的应力-应变关系曲线是由应变硬化和软化2个阶段组成的，为有驼峰的曲线。在剪切过程中，既有剪缩又有剪胀。另外，沥青混凝土的破坏准则也并非符合莫尔-库仑破坏准则。抗剪强度包络线随着侧压力的增加而呈非线形变化，在高罔压作用下，强度包络线向下弯曲。基于以上原因，提出用南水非线性模型来描述沥青混凝土材料的应力-应变特性关系，并将其与邓肯-张模型进行对比。从对比结果可以看出，南水非线性模型能更好地描述沥青混凝土的力学特性。     

热脉冲法监测土坝集中渗漏的数值仿真

 基于温度示踪法的基本原理,结合心墙堆石坝的温度分布特征,进行梯度法与热脉冲法的选型对比,验证梯度法监测心墙堆石坝集中渗漏的不足。鉴于此,基于FBG传感系统,提出适用于土石坝心墙集中渗漏监测的热脉冲法。该方法以多孔介质–热源–FBG的共轭传热数学模型为理论基础,首先采用ADINA进行数值模拟,得到温升与渗流速度、加热功率的关系。随后,进行心墙堆石坝集中渗漏的数值模拟,得到各监测剖面的渗流速度分布。根据温升与渗流速度、加热功率的拟合公式,将其换算为温升分布,进行集中渗漏监测的数值仿真。结果表明：该方法能进行渗漏通道的准确定位,监测系统离心墙下游面越近,监测效果越好,集中渗漏强度越大,温升异常越明显。     

泥石流源区砾石土渗透沉降综合测试设备研制及应用

 土体的渗透和变形是岩土工程土工试验研究中的2个重要性质。由野外调查和定点观察可知,泥石流源区广泛分布着砾石土,土体渗透和沉降特性是泥石流发生的必要环节,为了有效观测泥石流源区宽级配砾石土体的渗透系数和沉降,设计研制一套渗透沉降综合测试设备。该装置由稳压供水系统、渗透沉降装载容器和测量系统3个部分组成,其主要功能特征有：(1) 可量测自然状态和模拟降水条件下土体沉降变形;(2) 可观察水分下渗过程并测量土体渗透系数。优化改进后的新型试验装置与传统渗透仪的试验结果对比发现,新装置满足达西定律计算土体的渗透系数,而且更大限度保留砾石土级配特性,弱化尺寸效应,结果具备良好的试验精度。运用该综合测试设备对云南蒋家沟泥石流物源的宽级配砾石土体进行渗透沉降规律测试,试验结果表明,泥石流宽级配砾石土的沉降变形、入渗深度与时间存在对数分布关系,渗透系数与孔隙比成线性正相关关系,而与土体细颗粒含量存在负幂函数关系。应用表明,该实用新型装置为宽级配砾石土渗透规律和变形特性的研究提供有效的试验工具。     

预应力锚索加固花岗岩类土质高边坡的现场测试研究

 随着高速公路建设的发展,花岗岩类土质高边坡越来越多,其采用的加固方式多为预应力锚索框架。以广东汕梅高速公路汕揭段花岗岩类土质高边坡为依托,通过现场实测,详细研究框架的内力分布及其所受的地基反力、锚固力在类土质边坡中的传递规律及锚索各段的拉力分布规律,所得结果对指导类似工程的设计与施工具有重要价值。     

水力阶撑法用于原地应力测量的工作原理及其工程实践

将水力阶撑实验做为原地应力测量的一种新的方法，阐明了其工作原理及其实验过程中的水力学机制。以具体工程实践为例给出了该方法的操作程序并论述了它的特色所在。     

隧道衬砌裂缝自动检测性能影响因素模型试验研究

 采用混凝土试块并涂抹防火涂料模拟不同工况下的隧道衬砌,设计基于线阵电荷耦合元件(CCD)的移动装置和相应软件进行隧道衬砌裂缝自动检测模型试验,选取图像灰度分布和裂缝检测精度作为评价自动检测性能的定量指标,总结检测距离、光源照度、有效像素和检测速度等因素对自动检测性能的影响规律。模型试验结果表明：图像灰度分布沿裂缝宽度方向呈现波谷特征;检测距离和有效像素对图像灰度分布影响不大,主要影响裂缝检测精度,随检测距离减小、有效像素增大,裂缝检测精度基本呈线性增高;光源照度和检测速度对图像灰度分布和裂缝检测精度都有较大影响,光源照度过高或过低会导致裂缝检测精度降低,随检测速度增大,裂缝检测精度基本呈线性降低。