边坡软式透水管在不同淤塞度下的排水效应数值模拟

通过结合实际室内边坡试验成果,借助ＰＬＡＸＩＳ３Ｄ有限元软件建立边坡三维渗流模型,对软式透水管在不同淤塞程度的工况下的排水效应及其对边坡渗流场的影响展开研究。研究结果表明:边坡位移量从坡体内部逐渐向坡面发展演化,在透水管上方的坡面处位移变形量最大;渗流量随着软式透水管累积透水面积的增长而逐渐增加,透水管出水口处的流量最大,随透水管淤塞程度的增加,透水管的导水能力逐渐降低,即边坡坡体与透水管的总渗流量逐渐减少;透水管在较小程度的淤塞情况下仍可发挥部分排水功能,边坡渗流场的地下水位与孔隙水压力值有效降低,不会使坡体产生较大变形量。     

碎石土渗透特性试验研究

碎石土渗透系数是渗流分析及边（滑）坡稳定性评价等问题的关键参数。由于碎石土具有非均质性、非连续性以及影响因素多等独特性质,研究碎石土渗透特性的困难较大。利用大型渗透仪,试验研究了碎石含量、孔隙比和颗粒级配对碎石土渗透系数的影响规律,分析了渗流前后颗粒级配变化及其对渗流特性的影响,以及碎石含量、孔隙比大小对渗流前后颗粒级配变化的影响。结果表明:碎石含量与渗透系数之间关系符合指数关系;孔隙比与渗透系数之间的关系符合多项式拟合关系;特征粒径、不均匀系数和曲率系数与渗透系数之间的关系符合线性拟合关系,颗粒级配对渗透特性的影响主要是不均匀系数和特征粒径,曲率系数影响较小;渗流前后颗粒级配的变化与水力梯度有关。     

尾矿坝排水管的反滤、淤堵试验研究

通过对拟用做尾矿坝排水管的透水管进行反滤、淤堵性能试验 ,确定该管侧壁滤布在尾矿砂中的反滤和淤堵特性 ,并对其用于尾矿坝坝体排水的可行性进行判定。     

散粒土渗透破坏判别方法试验研究

渗透破坏是诱发土石坝、堤防、基坑开挖等岩土工程失稳破坏的重要原因之一,目前对于土体渗透破坏判别方法的研究已经取得了比较多的成果,但是对于不同判别方法的适用性和使用范围没有明确的划分。利用自主研发的渗透破坏实验装置,开展了一系列散粒土渗透破坏特性试验,研究了细颗粒含量、细颗粒组成以及干密度等对散粒土渗透破坏特性的影响,得到了试样渗透破坏过程中渗流流速、临界水力梯度、渗透系数等的变化规律。同时,将试验结果与已有的判别方法和计算方法的结果进行了对比分析,得出了各种方法的适用范围和优缺点。     

库区岸坡碎石土填料直剪试验研究

碎石土具有优良的工程性质,因此,了解其特性对工程建设具有重要意义.为了研究碎石土的力学性质,在考虑不同含水率及含石量的条件下开展室内碎石土大型直剪试验.试验结果表明：含水率对碎石土的抗剪强度产生削弱作用,而含石量和法向应力对碎石土的抗剪强度产生加强作用;碎石土的粘聚力和内摩擦角总体上随着含水率的增加而降低;碎石土的粘聚力随着含石量的增加则是呈现出先减小后增加再减小的趋势,内摩擦角随着含石量的增加而增加.     

淮北沙土地区河道边坡设计与防护技术试验研究

1概述 淮阴区位于淮北地区,全区耕地面积6．4万hm^2,其中砂土区面积占67％。南于境内河道淤塞,近年来,淮阴区每年都进行大规模河道疏浚,但是冈土质多为砂土,结构松散,河道边坡冲刷、坍塌十分严重,影响了河道治理的实际效果,降低了工程效益．     

新型浓缩澄清综合池试验研究

设计开发了一种新型的集浓缩澄清为一体的综合池中试装置.以江苏某湖水作为试验原水,考察了速度梯度G、进水水力负荷、回流泥渣浓度、泥渣回流比及污泥固体负荷等因素对综合池出水浊度和排泥水含固率的影响.研究结果表明,在达到设计进水负荷及回流泥渣浓度的条件下,控制搅拌梯度在100～115 s~(-1),其出水浊度达到1～2 NTU,排泥水含固率为4.2%～3.9%,此时泥渣回流比为2.5∶1～3∶1.当进水负荷增大至原来的1.2倍时,改变速度梯度至105～120 s~(-1),也可达到最佳运行工况,此时浊度在1～2 NTU,但排泥水含固率减至3.1%～3.0%,泥渣回流比为2.5∶1～2.8∶1.这种新型的浓缩澄清中试装置具有良好的应用前景和工程推广价值.     

粉土负压排水规律试验研究

为了验证负压排水方法在粉土中的排水有效性,设计了室内圆筒物理模型试验。试验过程中监测负压值和排水量,并通过排水量计算平均排水速率。通过采用不同内径的排水管并多次改变排水路径,对粉土的负压排水规律进行了研究。试验结果表明：(1)在一定条件下,负压排水法可以实现粉土的高效排水,但与砂土不同的是,由于粉土渗透系数较小,排水过程中,负压达到稳定所需时间明显变长;(2)排水管内径影响着负压排水效果,当管径较大时,如6.5mm内径,因入渗水量不足以形成满管流诱发虹吸效应,难以产生稳定负压,导致其排水速率反而低于能够产生稳定负压的4 mm内径排水管,说明负压排水能显著提高排水速率;(3)排水路径对排水速率有一定影响,通过增加排水高差,增大排水管倾角,适当减小扬程,均可有效提高排水速率。     

土工无纺布工程特性试验研究

对某工程所用的无纺布进行了物理力学特性试验、渗透性试验和淤堵试验,说明此种无纺布能满足排水要求,且用做反滤层时,不会产生不允许的淤堵现象。     

外掺氧化镁混凝土自生体积变形影响因素的试验研究

通过长达6年龄期,对外掺氧化镁混凝土自生体积变形的观测,了解氧化镁掺量、粉煤灰掺量、水胶比和岩石种类对自生体积变形的影响。试验结果表明,混凝土自生体积变形随氧化镁掺量的增加而增大;随粉煤灰掺量的增加早期变形增大,后期降低;不同水胶比对自生体积变形的影响主要在早期,1年后变形基本相当;不同岩石种类对自生体积变形有显著的影响。为外掺氧化镁混凝土研究和应用提供参考。     

含砂黏性土抗拉强度影响因素的试验分析

许多土工建筑破坏都与土的抗拉强度密切相关,抗拉强度是土体重要的力学指标之一。与土的抗剪强度和抗压强度相比,土体抗拉强度从试验仪器到理论均不成熟。分析现有测量土体抗拉强度的仪器优缺点,自行研制了可自动读取数据的平卧式土工拉伸仪;针对特殊形状试样的饱和需求,对传统重叠式饱和架进行改进,设计了一种通用型重叠式饱和器。利用自制仪器进行在不同初始干密度、饱和度、含砂量下的含砂黏性土抗拉强度试验,分别探讨了各种因素对抗拉强度的影响。结果表明:抗拉强度随干密度的增加呈线性增加,随土体饱和度的增加先增加后减小且在饱和度为0.6左右达到峰值,随含砂量的增加先缓慢减小且在含砂量达到20%后迅速减小,含砂量>40%后抗拉强度逐渐趋于0。进而建立了抗拉强度与各影响因素之间的函数表达式。研究成果对实际工程中含砂黏性土抗拉强度的确定具有一定参考价值。     

考虑饱和渗透系数的宽级配土渗流侵蚀过程室内试验研究

【目的】宽级配土是堤防的主要填料,其在水力梯度作用下会发生内部侵蚀直至管涌破坏。渗流侵蚀过程会改变土体性质,进而影响饱和渗透系数。依据饱和渗透系数演变规律,探究土体渗流侵蚀过程,有助于工程安全性评价与渗透破坏预测防治。【方法】采用自制渗流侵蚀试验仪,通过逐级升高渗透水压力,开展土体侵蚀过程试验,测量饱和渗透系数和细颗粒流失量,探究级配与干密度对渗流侵蚀过程的影响。【结果】结果显示：依据饱和渗透系数演变规律,渗流侵蚀过程可分为侵蚀前期阶段、侵蚀发展阶段和侵蚀破坏阶段,从而定义了渗蚀发展临界水力梯度和渗蚀破坏临界水力梯度;宽级配土的渗蚀发展临界水力梯度与渗蚀破坏临界水力梯度均随级配参数D₁₅/d₈₅增加而减小;当细颗粒含量处于欠填状态时,渗蚀发展临界水力梯度随细颗粒含量增加而减小,渗蚀破坏临界水力梯度随细颗粒含量增加近似线性增大;当细颗粒含量处于满填状态时,两种临界水力梯度与累积细颗粒流失率均随着干密度增加而增大。【结论】可见,由于渗透侵蚀造成的饱和渗透系数变化显著地受土体级配与密实状态的影响。     

地下水管泄漏所致砂土渗流破坏试验研究

为探讨水管泄漏所致砂土破坏机理,研制了水管泄漏所致砂土渗流破坏模型试验装置,进行相 关渗流破坏试验,研究泄漏孔径和泄漏水压力对砂土渗流破坏的影响规律。结果表明:在试验初始阶 段,土体随径向渗流力的增大发生“流土”现象;当渗流水力梯度大于砂土破坏临界水力梯度时,在泄漏 处上方形成一个上抬的空洞,泄漏孔径越小,产生空洞的临界水压力越大;在渗流力作用下,空洞向上移 动至表面,空洞消散后土骨架彻底破坏,在泄漏口上方形成贯通的混合流体,这将直接导致土体承载力 下降并产生沉陷。     

植物根系对浅层边坡稳定性的影响研究

为了解植物根系对浅层边坡稳定性的影响,通过室内剪切试验得到根土复合体的抗剪强度指标,采用无限边坡理论,考虑植物根系是否穿过滑裂面两种情况,分析含水率、含根量、边坡坡度对浅层边坡稳定性的影响。结果表明:根系没有穿过滑裂面时,对边坡稳定性影响很小,若考虑根系的加筋作用则会高估其对边坡稳定性的影响;根系穿过滑裂面时,可以提高土体的抗剪强度,从而增强边坡的稳定性、提高边坡稳定系数,当含水率为16%时其稳定系数增幅最大、含水率为18%时增幅最小,因此在植物护坡工程设计中应找到最优含水率,以满足稳定性要求和促进植物的生长。     

高砾石含量心墙土的水力破坏试验研究

心墙水力破坏是高心墙堆石坝主要安全问题之一,采用中型应力路径三轴仪开展高砾石含量心墙土的水力破坏试验,研究了围压、砾石含量和注水速率等因素对其特性的影响,提出了砾石土内部组成的抽象模型和高砾石含量下水力击穿破坏的发生机理,并探讨了水力击穿演进过程及其与水力劈裂的联系。结果表明:试样在偏应力作用下固结后,通过试样中心预置的水流通道不断提高试样内部水压力,当内部水压力升至略高于围压时,试样出现水力破坏;以注入试样中的水量大幅度增加,但注水压力不增加时对应的内部水压力作为水力破坏压力,其与围压的比值随砾石含量的增大而减小,并随围压和注水速率的增大而增大;试验在高砾石含量范围内(砾石含量35%~50%),试样破坏时外表面有分散出水点,破坏路径在试样内部呈不规则线,水力破坏模式为水力击穿。     

垃圾土边坡失稳离心模拟试验研究

垃圾围城现象在中国十分明显,其潜在的危害是在极端气候和环境条件下,由于强降雨和渗滤液回灌引起有效应力降低,从而导致填埋体发生滑坡,甚至演化为流滑现象。本文根据中国城市垃圾土的特点,配置了垃圾土试样并制作模型,采用大型土工离心机针对不同龄期的垃圾土边坡在多种工况组合条件下进行了模型试验。为了使模型边坡在高加速度场下达到破坏,开发了变角度模型箱。在离心机转动过程中,通过调整模型箱的角度来增加边坡的坡度,直至垃圾土边坡模型达到破坏。试验过程中同时监测模型变形,通过数据分析,发现了垃圾土边坡变形及失稳的一般性规律。本文同时给出一种离心模拟试验中模型边坡安全储备的估算方法。     

重塑黏土恒压湿化变形试验研究

针对某重塑黏土,通过常规固结仪,研究了恒压下初始孔隙比、应力及初始饱和度对湿化变形的影响。试验结果显示,应力和初始孔隙比e对湿化变形影响明显,低应力下,变形随e的提高逐渐由膨胀变为压缩;高应力下,试样均发生压缩,压缩量随e的增大而增大;定量分析了湿化变形与应力和e之间的关系。试样湿化稳定时间t0受应力和初始孔隙比e影响明显,t0随应力的增加而增大;低应力下,t0随e的增加而增大,高应力下,t0随e的增加先增大后减小。初始饱和度Sr对湿化变形也有较大影响,低压应力下,试样膨胀量随着Sr的增加先减小后增大,可能存在"最优初始饱和度",使得变形量最小;高压应力下,试样压缩量随Sr的增加而减小,二者可近似用直线拟合。     

不同试验条件下水工混凝土含气特性试验研究

为研究不同试验条件对水工混凝土拌和物含气量的影响,从环境温度、振实时间、单次拌和量3个方面,分析了试验条件对坍落度为50～70 mm的常态混凝土和140～160 mm的泵送混凝土含气量的影响。结果表明：环境温度与混凝土含气量成递减关系,当环境温度从10℃上升至35℃时,常态混凝土的含气量下降41.2%,泵送混凝土的含气量下降30.9%。含气量损失率随环境温度升高呈递增,当环境温度超过25℃时,含气量经时损失比较明显。随着混凝土振实时间延长,含气量呈下降趋势,当振实时间从5 s延长至30 s时,常态混凝土的含气量降低33.3%,泵送混凝土的含气量降低56.1%。混凝土含气量随单次拌和量增加而增大,当单次混凝土拌和量从搅拌机容量的20%增加至80%时,常态混凝土的含气量增加32.5%;泵送混凝土的含气量增加34.9%。研究结论可为现场施工及室内混凝土含气量控制提供参考依据。     

南水北调兴隆水利枢纽围堰防渗墙工程塑性混凝土配合比设计试验研究

本文以汉江兴隆水利枢纽防渗墙工程为例,突破固定水泥用量或膨润土用量的设计方法,采用固定水胶比及胶材之间的比例关系的设计方法,重点研究塑性混凝土的水胶比与强度的关系、膨润土掺量与强度的关系、弹性模量与水胶比和膨润土掺量的关系.为防渗墙塑性混凝土配合比设计做出了新的尝试.     

动水中投放护岸土工包的试验研究

为指导护岸工程中土工包的实际施工，对动水中投放土工包的沉落规律进行试验研究。在宽体矩形水槽中进行了几何比尺为1∶60的土工包动水投放的水力模型试验，研究土工包在沉落过程中受水流影响产生的位移特征，对土工包的沉落规律进行归纳。结果表明：流速增加时水平位移增加得很快，当流速增加1倍时位移也会增加大约1倍；相同流速下，水深越大位移越大；土工包基本平行下降，转动角度很小，可以忽略。