强变异渗透系数对地下水和溶质迁移影响的模拟研究

渗透系数的空间变异性是影响地下水运动和溶质迁移过程的主要因素。本文利用改进的连续随机增加方法(Successive random additional method,简称SRA)生成了渗透系数对数(lnK)具有分维Levy运动统计特征的随机场,并对生成样本的统计特征进行了分析验证,同时应用蒙特卡罗方法研究含水层渗透系数的空间变异性对地下水运动和溶质迁移过程的影响。结果表明:Levy指数α越小,渗透系数空间变异性越强。当研究区域渗透系数的对数lnK增量符合Levy稳定分布时,其纵向流速对数lnv增量同样具有Levy稳定分布,且所对应的Levy指数αlnK与αlnv的大小基本一致。污染羽一阶矩纵向分量Mx随lnK平均值的增大而增大,而与α的大小无关。同一lnK均值条件下,纵向分量Mx随时间增大而增大,横向分量My与时间无关。污染羽二阶矩分量Mxx和Myy随α的减小而增大,表明渗透系数的空间变异性越强,污染物质心的扩散范围越大。渗透系数的空间变异程度对地下水运动和溶质迁移过程的影响十分明显。     

巴音河下游河床渗透系数空间变异性研究

河床垂向渗透系数是研究河流与地下水转化关系和转化强度的重要水文地质参数。选取柴达木盆地巴音河为研究对象,采用水头下降竖管试验法测定了巴音河下游细土平原带38组河床垂向渗透系数,利用传统统计学方法检验分析了其分布规律和空间变异性。结果表明,河床沉积物垂向渗透系数(Kv)在1. 77～15. 56 m/d之间变化,总体呈现正态分布,且沿流程逐渐变小。河中心沉积物的Kv值明显大于河两岸,但其变异系数小于两岸。沉积物的颗粒大小与分布是导致河床沉积物垂向渗透系数变异的关键因素,河流形态与交互带水文过程对河床沉积物Kv的影响也不容忽视。     

堤基渗透破坏机理及控制方法探讨

为了解渗透破坏的发生发展过程,掌握它的本质情况,采用模型试验是一种最为合理的方法.本文在探索研究过程中,结合工程实际情况应用室内砂槽模型方法,探索堤基渗透破坏机理和控制方法,希望能对防渗加固设计和防洪决策提供一些帮助.     

低渗透油藏渗流的差分法数值模拟

针对低渗透问题，给出了无量纲化的渗流控制方程、初始条件以及边界条件，并使用差分方法进行数值模拟。计算结果使用Gringarten-Bourdet图版进行井底压力分析，给出了一种计算动边界位置的方法，并详细讨论了动边界变化情况。     

二维强非均质含水层中渗透系数空间变异对污染物迁移的影响

对于强非均质介质,渗透系数的对数lnK的空间分布可表征为其增量遵从Levy稳定分布的非平稳随机场。本文利用改进的连续随机增量方法生成含水层lnK增量具有Levy稳定分布的统计特征的随机场;采用Monte-Carlo数值实验方法并结合MODFLOW与MT3DMS分别模拟研究区域内水流和溶质迁移过程,分析渗透系数强变异性对污染物浓度空间矩及宏观弥散的影响。结果表明:Levy指数α决定lnK的空间分布形状,宽度参数C则影响lnK的取值范围;污染物的质心位置与C、α的大小无关;C越大、α越小,污染物形状越不规则,污染物的扩散范围越大;且α越小,污染物具有明显的拖尾现象;纵向宏观弥散度随时间呈幂函数递增趋势。     

华北平原山前至滨海区垂向渗透系数空间变异性

以华北平原山前至滨海区为研究区, 选择 8 个钻孔, 利用渗透系数反演公式和改进的 Archie 公式对渗透系数进行计算, 同时充分考虑研究区垂向渗透系数影响因素, 基于随机森林算法和时间序列算法对垂向渗透系数的空间 变异性进行研究。研究结果表明: 渗透系数在垂向上的影响因素主要为沉积环境、地层压力、随机误差三大类, ; 在剔除沉积环境和随机误差的影响后, 渗透系数随深度的增加而不断减小, 山前至滨海区渗透系数对地层压力的敏感性呈逐渐递减的趋势。研究结果可为华北平原农业灌溉、污染物迁移、垃圾填埋场选址及深层地下水资源开发等提供科学依据。     

低渗透油藏非线性渗流理论及数值模拟方法

针对低渗透油藏非线性渗流理论与数值模拟方法方面存在的大量问题,从毛细管模型出发,推导了低渗透油藏非线性渗流新模型,详细解释了新模型中特有的物理参数内涵;并由此建立了低渗透油藏非线性单相渗流理论,与相对渗透率引入渠道流假设一致,将单相非线性新模型推广到两相渗流中,建立了能够同时考虑启动压力梯度、非线性渗流弯曲段连续变化的数值模拟方法。根据所建立的低渗透油藏单相稳态和非稳态渗流理论以及数值模拟方法,开展了达西、拟启动压力梯度和非线性模型的油藏动态对比计算。结果表明:低渗透油藏主要受非线性渗流控制,仅井点的少数网格存在拟线性流动,非线性模型计算的结果介于达西和拟启动线性模型之间。     

山岭隧道渗流及衬砌等效渗透系数的实用计算

衬砌渗漏水是山岭隧道最常见的病害表现,对衬砌的服役性能有重要影响。基于平板裂隙渗 流理论,提出了山岭隧道渗流量及等效渗透系数估算的实用计算公式;以典型两车道公路隧道二次衬砌 为例,展开了细致的算例分析,并与３ＤＥＣ三维渗流数值模拟的计算结果相互验证。结合前人关于山岭 隧道衬砌渗流裂缝的分布统计,利用上述实用计算公式开展了８０种不同工况下的渗流计算。计算结果 表明,隧道渗流量随裂缝开度近似呈指数型增长,随衬砌外水压呈线性增长;衬砌等效渗透系数随裂缝 开度的增大呈指数型增长,随围岩等级呈先增大后减小的趋势。上述研究成果可为山岭隧道渗流量的 估算、衬砌防水设计、衬砌役性能评价等问题,提供定性和定量的参考。     

安徽省长江堤防加固工程堤基渗流稳定措施分析

汛期随着长江水位的上升,堤防背水侧堤基的渗透出逸比降增大,若超过堤基土的渗透临界比降就会发生渗透破坏.因此,堤基渗流稳定性直接关系到堤防的防洪安全,是堤防加固建设的重要内容之一.本文结合安徽省长江堤防加固建设经验,对堤基地质条件进行概化、分类,分析堤基渗透变形原因和特点,对填塘固基、背水侧透水盖重、减压沟、减压井、粘性土截水槽、垂直防渗墙等常用的堤基渗流控制措施进行介绍,提出了对不同类型堤基的适用性,以期使今后在堤基加固方案选择时更具合理性.     

考虑堤基堤身相互作用的软土堤防数值模拟

借助有限元等数值模拟手段,基于复杂地质条件特点和恶劣运行环境影响,分析堤防工程的工作性态,揭示其驱动机制,对及时发现堤防工程安全隐患、合理进行补强加固具有重要意义。以建于软土地基上的堤防工程为对象,开展考虑堤基堤身相互作用的堤防工作性态有限元数值仿真研究,探究适用于软土堤防工程堤基与堤身特性的本构模型和数值计算方法。结合实际工程案例,通过为不同土体选取合理本构模型,建立基于摩擦接触模型的堤防有限元模型,对该软土堤防工作性态进行分析计算,并与未考虑相互作用的有限元计算结果进行对比分析。结果表明:定义摩擦模型的相互作用会使堤防应力和水平位移计算结果有所减小,而竖直位移计算结果稍有增大,经过分析认为,考虑相互作用的计算更符合实际情况。     

堤防土体渗透参数的概率分布研究

确定渗透参数的概率分布是堤防渗透稳定可靠性分析的基础。阐述了土体渗透系数和临界水力比降的概率分布研究概况。通过分布参数的极大似然估计和A?D法分布拟合检验,分析了堤防粉质粘土和粉质壤土的渗透系数概率分布;基于太沙基公式,将土粒相对密度和孔隙比作为随机变量,推导了临界水力比降的概率密度函数。分析表明,渗透系数的概率分布符合对数正态分布,临界比降的概率分布为近似正态分布。     

洪泽湖大堤的渗漏检测与防渗加固

通过对洪泽湖大堤防渗加固中采用地质勘探、同位素示踪、DB-3I等3种检测技术的叙述,说明了三种检测方法不但可靠、准确,而且根据三种检测方法检测的结果,采用的振动沉模地下防渗墙和压密注浆等防渗加固工程是行之有效的。     

临海砌石灰堤渗漏原因分析及处理

广东省沙角C电厂临海砌筑灰堤,施工中未能将内坡脚基床淤泥完全清除,导致堤身产生沉降差,堤内坡局部滑塌,造成防渗土工膜张裂,发生渗漏,采用灌浆、抹浆等工程措施处理均不能满足防渗要求.经对其渗漏原因进行分析,采用堤后贴坡防渗反压方案进行加固处理后,使得砌石灰堤渗漏现象消除,边坡稳定安全得到保证.可为临海砌石堤的设计施工加固提供参考.     

土坝坝体与堤坝地基劈裂灌浆防渗技术

文中阐述了劈裂灌浆技术与充填式灌浆的区别 ,简要介绍了土坝坝体与堤坝地基劈裂灌浆防渗灌浆技术的机理、适用范围和主要设计内容     

隧道穿越段长江大堤渗流稳定性分析

某长江隧道盾构机穿越江北大堤后,堤身出现裂纹且累计沉降较大,工程采用深层搅拌桩对堤身进行加固。为了检验深层搅拌桩对长江大堤堤身加固后的渗流稳定性,采用三维饱和-非饱和渗流有限元法,根据具体的工况建立了大堤的有限元渗流分析模型,并运用该模型分析了历史最高水位条件下加固后大堤的渗流性态。计算结果表明:深层搅拌桩消减水头的作用明显,土体渗透系数越大,深层搅拌桩的阻水作用越明显;堤身与堤基的渗透坡降均小于相应土体的允许渗透坡降,加固后长江大堤的渗流性态是正常的、安全的。     

降雨情况下排土场边坡稳定性数值模拟研究

排土场边坡不同于一般边坡,排土体为松散介质,降雨入渗对排土场边坡稳定性影响较大。为了定量研究降雨对排土场边坡的稳定性影响,以及防水和排水措施对边坡稳定性的影响,首先建立降雨情况下排土场渗流数值模型,分析排土场内部渗流场;然后对排土场边坡进行水土耦合分析,通过水土耦合分析发现降雨情况下边坡稳定性安全系数大大降低。为了服务于工程和科学研究,进一步对防渗和排水情况下排土场边坡稳定性进行定量研究。研究发现:在排土场台阶底部设置排水管道或者在排土场顶部设置防水层可以大大提高降雨情况下边坡稳定性。研究结果可为正确评价和治理该类边坡的稳定性提供科学依据。     

基坑渗流稳定分析

在透水性较强的地层中,基坑渗流稳定是保证基坑安全的重要因素之一。结合清明上河园地下停车场基坑工程,研究渗流对基坑安全稳定的影响,及渗流情况下基坑稳定的判别、分析计算方法。对影响基坑渗流的一些因素进行了探讨,提出了基坑渗流稳定分析的控制原则,提出了控制基坑渗流稳定的工程措施和建议。     

基于Auto Bank的还乡河治理工程堤防渗流稳定分析

我国有许多中小河流防洪工程存在防洪标准低的问题,主要表现为设计标准偏低,堤防工程渗漏严重、边坡稳定性差等,使度汛安全受到威胁。因此,研究堤防渗流稳定对中小河流防洪安全具有重要意义。将Auto Bank软件应用于还乡河治理工程堤防渗流稳定计算,解决了工程边界条件复杂、渗流介质不单一的堤防渗流稳定分析问题。     

有限元分析法在罗定市城区堤防工程非稳定渗流计算中的应用

采用有限元分析方法对罗定市城区堤防工程土堤非稳定渗流进行分析计算,为土堤稳定计算提供科学依据,为同类水工结构的设计提供一定的帮助。     

北江大堤石角灵洲段强透水堤基处理及其效果

北江大堤石角灵洲段强透水堤基 ,多年来险情迭出。经先后对其进行垂直防渗措施和水平防渗措施相结合的综合治理 ,消除了隐患 ,提高了大堤的防洪能力。