浅埋隧道渗流量及孔压分布规律——以富水地区为例

目的 分析不同渗流情况下隧道的渗流量及孔压分布规律,为进一步研究管片的内力和盾构隧道的长期固结沉降打下基础.方法 对于富水地区的浅埋盾构隧道采用等效渗流的处理方式,基于复变函数的映射变换,推导了稳定渗流情况下隧道的渗流量及隧道周围土体孔压的解析公式,并与国内外的研究成果对比,证明了推导公式的可行性.由于隧道渗流特性多样,以上海盾构隧道为工程实例,重点分析了土体与衬砌的相对渗透系数、隧道埋深与渗流量、孔压分布的关系.结果 处于不同土层中的渗流场相差很大;土体与衬砌的相对渗透系数对渗流量有重要的影响且对隧道周围的孔压分布起决定作用:土体与衬砌的相对渗透系数越大,孔压越接近静水压力,衬砌承担的水头就越大.结论 适合于深埋隧道渗流量公式并不一定适用于浅埋隧道;在渗流推导中若简化衬砌的阻水作用,则不能准确反映隧道周围的孔压分布.     

关于质量作用定律与平衡常数

质量作用定律仅是用于讨论基元反应的速率与反应体系中各反应物质浓度(mol m~(-3))之间关系的定律。本文就质量作用定律可否直接应用于非基元反应以及当质量作用定律直接应用于非基元反应后,所得到的平衡常数K_c与热力学平衡常数K_a之间的关系以及由质量作用定律导出的平衡常数K_c可否用物质的平衡活度来表示等问题作了深入的理论探讨,理顺了质量作用定律与平衡常数之间的关系。     

平原水库防(截)渗体与坝后土壤盐碱化的影响规律

利用有限元Geo Studio软件对4座平原水库的渗流量进行计算,通过数学模型和试验对坝后土地次生盐渍化影响范围进行研究.结果表明,平原水库渗漏对坝后地下水位和土地盐碱化有明显影响,水平影响范围取决于水库渗漏量,并与地下水在土壤中运动阻力呈负增长;在垂直方向上,地下水位随水库渗流量大小而波动,土壤含盐量自上向下递减.水库防(截)渗体直接关系着渗流量和排泄量大小,从坝后生态环境角度出发,平原水库防渗体应力求完善.全库盘土工膜防渗和封闭式防渗墙应优先考虑,当坝基透水层深度超过10m,坝体较长时,不建议采用封闭式防渗墙;其次可考虑水平铺盖和半封闭式垂直防渗墙,不建议采用悬挂式防渗墙,因为其在控制渗流量方面效果不明显.坝后土地盐碱化影响范围一般在500~800m以内,在此区域土壤盐碱化趋势明显,地下水位明显偏高,应设置1道或多道截水沟渠,减小水库渗漏造成的下游土壤次生盐碱化.     

高速公路中央分隔带绿化渗灌技术研究

结合国家3号高速公路枣庄段中央分隔带绿化灌溉工程,试验研究了渗灌技术在高速公路中央分隔带绿化灌溉中的应用问题。进行了室内微孔渗管渗水性能试验和渗灌条件下土壤水分运动实体模型试验,研究了渗管出流规律和土壤水分运动规律,并给出了渗灌设计主要参数。研究结果表明,对于平均流量为2.5L／h的渗管,适宜的最低水头为6m,渗管长度为50m;对于平均流量为6.0L／h的渗管,适宜的最低水头为5m,渗管长度为35m;渗管的埋深为45cm,双排布设间距为1m。     

多孔配水管孔口出流量变化实验研究

运用水力学原理,对多孔配水管孔口出流量公式的孔口作用水头、孔口流量系数及沿程孔口出流量的变化问题进行了理论分析和试验验证.研究表明,孔口作用水头应为总水头,其值沿程逐渐减小;多孔配水管孔口流量系数是一个变量,其值沿程逐渐增大,因而使多孔配水管孔口沿程出流量逐渐增大.     

荥巩煤田谷山井田构造演化与煤层气含量的关系

煤层气含量及其控制因素的研究是煤矿瓦斯灾害预测和煤层气的可开发性评价的基础.根据勘探和建井阶段的资料,荥巩煤田谷山井田东部山西组二1煤埋深200m以下的区域,煤层气含量与井田构造演化有着密切的关系.印支期(T末)在正常地温梯度下发生第一次生烃和燕山期(J3-K1)在异常热事件作用下发生了第二次生烃,奠定了高含气量的基础.但由于燕山期煤体所受温度极高(300℃),煤的理论吸附量不超过 15m3/t.K2到喜山早期,随南部嵩山不断隆起,浅部煤层中的煤层气在地下水作用下向深部运移,在滞留区煤层内聚集.这一时期构造决定的地下水动力条件控制着煤层气的运移富集.第三纪晚期形成的滑动构造使煤体破坏严重,储层渗透性降低,沿滑动构造面形成的糜棱岩带增加了煤的吸附能力,阻止了煤层气的扩散,并可能存在动力变质引起的生烃,对含气量进行补充.     

武汉长江三级阶地地铁地下车站泄水抗浮模型试验研究

根据武汉地区长江三级阶地的地层特点和盲沟泄水降压抗浮原理,设计了盲沟泄水降压试验模型;选取武汉地区长江三级阶地的黏土和砂土2种介质,对试验模型中筒底盲沟1和侧壁盲沟2在单独泄水和共同泄水过程中土层内的压力水头和渗流量进行试验和理论分析,研究不同工况下试验模型土层中压力水头的分布规律和渗流量大小,验证了盲沟泄水降压技术应用于武汉长江三级阶地黏土层中的可行性。研究成果可为地铁地下车站结构的抗浮稳定设计提供理论依据和技术支持,同时也可为市政地下工程及地下空间结构的抗浮稳定设计提供参考。     

氮在硼氮复合渗中的作用机理

分析研究试验了氮对渗硼层深度、显微硬度、相结构的影响.结果表明,当氮的加入量为1.5wt%时,氮的渗入对后续渗硼过程有阻碍作用,而当添加量为5wt%时,氮对渗硼有催渗作用;另外,氮的渗入有利于强化过渡区,从而使硬度梯度变缓,有利于得到单一的Fe2B相.     

基坑工程地下水控制设计理论分析

从土体的渗透规律、止水结构物的设计、止水结构物的隔渗效果三方面,对基坑工程中地下水控制理论进行了分析.     

颗粒流模拟和流体与颗粒相互作用分析

以Darcy定律为理论基础，利用Navier-Stokes、Ergun和Wen&Yu方程推导了适用于不同孔隙率、不同雷诺数的流体压力梯度公式，并推导和证明了渗透力和黏滞力是分别作用在颗粒和流体上的一对作用力和反作用力的重要结论.采用PFC颗粒流平台和内置的Fish语言，编制程序模拟了颗粒在流体中自由下落的规律以及在不同压力差下渗流梯度和流量的变化规律，结果基本符合Darcy定律.     

基于三维不对称 Copula 函数峰量联合概率分布研究

基于三维不对称Gumbel Copula函数构建了洪峰、时段洪量联合分布,探讨了洪峰和时段洪量之间的概率特性。首先建立了洪峰、3 d洪量和7 d洪量的三维不对称Gumbel Copula联合分布函数,然后运用极大似然法估计了三维Gumbel Copula函数的参数,最后求得洪峰和时段洪量之间的条件概率分布,分析了洪峰、洪量间的概率特性。以大渡河流域大金川站1960—2013年间的洪峰、3 d洪量和7 d洪量为例进行了应用。研究成果为洪峰、洪量相关关系的研究提供了新途径。     

大结构系统的最优控制

此论文通过正则变换将受控结构系统状态方程解耦，把一个ｎ自由度系统的控制问题转化为其ｎ个振型的控制问题，在理论上证明了原系统的最优控制等价于它的全部振型的最优控制，并通过对振型的最优控制实现了对系统的最优控制，在讨论各振型的最优控制时，根据基本方程的物理意义和Ｒｉｃｃａｔｉ函数的性质方便地求出了Ｒｉｃｃａｔｉ函数，完全避免了在实际应用时解Ｒｉｃｃａｔｉ方程的繁锁计算，为实现大系统的最优控制带来了极大     

建筑结构的灰色预测变结构控制

为了使建筑结构的主动控制系统在时滞影响下具有较好控制效果,并避免控制系统过大的抖振,基于灰色GM(1,1)模型的特点,提出一种灰色预测变结构控制方法.建立了考虑时滞影响的标准离散时间运动方程,提出一种新的离散组合趋近律并进行相应控制律的设计.以一个多层剪切型建筑结构模型为例来验证所提出控制方法的有效性.算例分析结果表明,所提出的控制方法保证了控制系统的稳定性,有效地减小了结构的地震峰值响应,同时削弱了控制系统抖振.     

利用放射性氚估算银川平原地下水系统的更新速率

利用地下水的放射性同位素示踪剂——氚直接估算浅层地下水的平均更新速率,讨论地下水系统的更新速率变化．结果表明,贺兰山洪积扇地下水更新速率为（0．1—1．0）％／a;冲积、冲洪积平原（引黄灌区）地下水更新速率为（0．1-50）％／a;深层地下水更新速率为（0．1—6．0）％／a．说明因受地下水循环条件控制,银川平原地下水的更新能力差异较大,浅层地下水的更新能力大于深部地下水;冲积、冲洪积平原浅层地下水更新能力优于西部山前洪积扇;冲积、冲洪积平原内,南部黄河冲积扇的更新能力大于北部,北部靠近黄河的引黄灌区地下水更新能力优于扇前洼地及湖积洼地的更新能力．这对制定浅层地下水的可持续开发战略是十分有益的．     

FEFLOW在黄河下游断流对地下水影响评价中的应用

结合黄河下游断流对地下水影响评价的研究,利用FEFLOW软件建立了研究区的三维地下水流模拟模型。在此基础上,根据不同断流条件,用模型模拟了黄河侧渗补给量和地下水流场的变化。结果表明,断流对黄河侧渗补给量影响显著：花园口-河口断流300 d,黄河侧渗量减少53.8%;夹河滩-河口全年断流,黄河侧渗量减少75.2%,断流300 d,黄河侧渗量减少46.3%;泺口-河口全年断流,黄河侧渗量减少25.1%,断流300d,黄河侧渗量减少19.8%;利津-河口全年断流,黄河侧渗量减少4.7%。地下水流场的形态和系统边界的水力性质基本没有改变;断流期地下水位下降,在丰水期水位得以恢复,说明该区含水层具有良好的调蓄能力,只要断流时间不长,可保持黄河不傍河水源地的稳定开采。     

Brown运动在Hlder范数下的拟必然局部Strassen重对数律

为推广Strassen重对数律,研究了Brown运动在抽象Wiener空间下的局部极限性质。应用(r,p)-容度及Hlder范数意义下的Schilder定理,证明了拟必然局部Strassen重对数律,为研究多参数Brown运动的极限性质提供方法。     

三谱值函数的性质

基于沃什谱理论研究了三谱值函数的一些特征,给出了三谱值函数限制在一个仿射子空间上的非线性度的下界,得到了三谱值函数具有一个k维线性结构时其变元个数n、三谱值阶数和k的制约关系,最后给出三谱值函数没有k维线性结构的充分条件.     

基于Copula函数的洪水过程随机模拟

对实测截口序列进行等量变换,使变换后的截口具有较好的统计规律.应用Copula函数构造洪峰与历时的联合分布,以及相邻截口的联合分布,采用联合随机抽样方法进行大样本的洪水过程随机模拟,为洪水过程设计提出了一种新的随机模拟方法.结果表明,该方法能较好地描述洪峰、历时的统计特性及相关关系,克服了传统模拟方法对历时描述较差的缺点,且能反映出洪水过程的变化特性,截口具有随机波动性、锯齿现象较少.     

基于离散单元法的人工骨材料微观结构研究

人工骨支架的孔隙率是影响体液在人工骨内部循环和细胞在内部生长能力的重要参数.利用离散单元法分析人工骨支架制备过程中羟基磷灰石微球的堆积过程,根据每一时刻各颗粒间的相互作用计算接触力,再运用牛顿第二定律计算单元的运动参数,从而实现对运动情况的预测.在颗粒的碰撞过程中,运动的颗粒必然趋于稳定,最终计算出稳定状态下人工骨支架的孔隙率和配位数.利用掺杂可溶解生物微球的方法调节人工骨支架的孔隙率和配位数,对人工骨支架孔隙率进行控制,实现了按照个体差异制备人工骨支架.对比前人晶格理论计算人工骨孔隙率的方法,验证了晶格理论的可行性,同时也体现了离散单元法的准确性.     

裂隙岩体中径向位移的双场耦合蠕变分析

在富含裂隙的岩体中,隧道开挖引起应力场和渗透场的变化而产生卸荷变形是非常复杂的力学过程。运用粘弹性断裂、蠕变理论,建立在裂隙岩体中隧道开挖的双场耦合蠕变模型,结合Laplace转换推导出围岩的径向位移函数表达式,说明应力卸荷、渗流力的作用以及节理裂隙分布对径向位移的影响。模型计算结果表明,径向最大位移变化量并不在主应力最大方向,也不在隧道顶端,而是受地应力分布、渗透水压和节理分布等综合作用有所偏移。