粉煤灰水泥土渗透性能的试验研究

为了研究粉煤灰掺量对水泥土渗透性能的影响,通过在粉煤灰水泥土中加入水玻璃激发粉煤灰活性,并制作不同固化剂配比的粉煤灰水泥土试块,在养护不同龄期后分别进行渗透试验以及电镜试验。试验结果表明:随着养护龄期的增加,所有粉煤灰水泥土试样的渗透系数都有显著的降低;水泥掺量为60%的粉煤灰水泥土较纯水泥土而言,在养护14 d前的渗透系数更大,但在养护28 d后的渗透系数则变得较低;渗透试验反压差对于养护龄期较短的试样影响较大;在微观角度,水泥土试样的内部孔隙结构与渗透系数之间有着明显的相关性。     

深基坑渗透变形与防治

介绍了软土地基中深基坑开挖过程中易于出现的流土,管涌和突涌等渗透变形问题,以及渗透变形的判别标准,并从土体的结构特征、力学性质,水地质条件和由于工程活动所引起的地质环境变化等方面分析和探讨了深基坑渗透变形发生机理及其可能出现的渗透变形类型,提出了防渗与解决基坑渗透变形问题的对策,以求将由此引起的危害避免或降低到最低程度,最后对某工程事件的渗透变形问题进行了分析,提出了相应的解决方案。     

变水头渗透试验自动测试系统的开发

针对变水头渗透试验测试过程中需要人工值守读取测压管的水位变化、渗透液温度、渗透时间等参数,并进行渗透系数计算等烦琐工作,测试结果人为影响大、误差大等问题,研制了一种变水头渗透试验自动测试系统。该系统由给水控制装置、数据采集处理装置、供水水箱和管路等组成,系统软件采用MicrosoftVisual Basic.Net工具开发,数据库采用Microsoft Access2003。通过对水泥土试样和不同密实度的黏土试样进行渗透系数测定,证明该系统能实时精确地采集水头压力、渗透液温度等参数,并进行数据处理,输出渗透系数,实现了在无人值守的条件下完成试样渗透系数的测试,提高了测试精度,减少了烦琐的劳动。     

岩石三轴全应力应变过程中的渗透规律

通过岩石三轴压缩渗透试验,揭示了岩石在全应力应变过程中的渗透规律,发现岩石渗透率一般不是常数,而是随应力应变过程中岩石内部结构演化特征改变,岩石渗透峰值多发生在岩石破坏后的应变软件阶段,因此,防止岩石破坏与控制岩石破坏后变形的进一步发展,对于预防岩层突水事故是同等重要的。     

非饱和土的渗透函数方程

从非饱和土土水特征曲线方程出发,根据渗透函数和土水特征曲线的关系,推导出了非饱和土渗透函数方程。用拟合土水特征曲线试验结果所得参数形成的渗透函数方程与测量结果一致,由于土水特征曲线方程和渗透函数方程含有相同参数,说明了两个方程之间有内在联系。     

管袋坝芯砂体沿袋间接缝渗透试验研究装置及方法

为了对管袋坝芯砂体在单向流作用下沿袋间接缝渗透变形问题作较深入的研究,提出了一种试验研究装置及试验方法;详细介绍了装置设计原理,装置组成部分;并叙述了试验方法,包括试验材料和试验过程,试验过程主要分为试验准备、试验实施、试验后处理3个步骤;最后,阐述了管袋坝芯砂体在单向流作用下沿袋间接缝渗透变形试验研究基本目标,包括渗透变形机理、渗透变形影响因素、渗透破坏判别方法以及渗透破坏防止措施.     

管袋坝芯砂体沿袋间接缝渗透试验研究装置及方法

为了对管袋坝芯砂体在单向流作用下沿袋间接缝渗透变形问题作较深入的研究,提出了一种试验研究装置及试验方法;详细介绍了装置设计原理,装置组成部分;并叙述了试验方法,包括试验材料和试验过程,试验过程主要分为试验准备、试验实施、试验后处理3个步骤;最后,阐述了管袋坝芯砂体在单向流作用下沿袋间接缝渗透变形试验研究基本目标,包括渗透变形机理、渗透变形影响因素、渗透破坏判别方法以及渗透破坏防止措施.     

浅谈坝基渗透破坏机理

坝基结构的复杂性决定了坝基渗透变形过程的复杂性。影响渗透变形的演变的因素主要有地质条件、水力条件、土粒级配、岩土体的渗透性和排水措施等。一般情况下,坝基的渗透变形不是单一的流土、管涌或者接触冲刷,而是这几种渗透变形状态的组合。一旦溃坝,将导致严重后果。     

河床下切深度对二元堤基渗透变形的影响

通过室内砂槽试验模拟二元堤基不同河床下切深度条件下渗透变形的发生和发展过程,测得了不同河床下切深度条件下研究区域内的临界水头、破坏水头、渗流量和渗透变形.试验结果表明:随着河床下切深度的增加,渗流场会呈规律性变化,临界水头和破坏水头均有所降低,渗流量有所增加,但降低和增加幅度均会逐渐减小;当河床下切到一定深度后,河床下切对二元堤基渗透变形的影响将趋于稳定.     

考虑渗透水压力的黏土与混凝土接触面力学特性

采用大型直剪仪进行黏土与混凝土接触面的单向直剪试验,研究接触面在不同渗透水压力和法向应力作用下的力学特性,并对黏土与混凝土接触面的强度及应力变形特性进行分析,基于双曲线模型提出了考虑渗透水压力作用的黏土与混凝土接触面本构模型。结果表明:接触面的剪应力与相对剪切位移较好地满足双曲线关系,竖向位移表现为剪缩;接触面的抗剪强度与接触土体的饱和状态显著相关,当土体由非饱和状态过渡至饱和状态时,接触面抗剪强度随渗透水压力的增大显著降低;当接触土体趋于饱和时,抗剪强度随渗透水压力增大的降幅随之减小,且与有效法向应力间呈较好的线性关系;模型计算结果与试验结果吻合较好,验证了所提出的考虑渗透水压力作用下黏土与混凝土的接触面本构模型是合理的。     

南水北调东线济平干渠边坡垂直截渗技术

针对南水北调东线济平干渠渠首段存在高水头侧渗、渗水量多、施工困难的问题,采用数值计算和理论分析的方法,提出用深层搅拌水泥土防渗墙进行垂直渗流控制的措施,并运用渗流有限元技术,分析了防渗墙位置对渠道边坡截渗效果的影响,以及不同深度悬挂式防渗墙、封闭式防渗墙对渠道边坡截渗效果的影响,推荐了15 m深的悬挂式垂直截渗方案。     

降雨渗流作用下残积土边坡的数值分析

介绍了某残积土边坡受降雨影响的变形特点及边坡渗流分析计算理论,得到了残积土边坡降雨作用下的稳定渗流场,编制了考虑降雨渗流引起渗透力作用的边坡非线性有限元计算程序,计算模型采用Duncan非线性弹性模型和修正v值的Duncan模型.根据计算结果,分析了降雨渗流对残积土边坡的应力和变形的影响.边坡应力水平较小,但应重视边坡变形引起裂缝的防治.     

降雨入渗条件下边坡湿陷变形的数值模拟

降雨入渗是边坡发生失稳滑动破坏的主要因素之一为研究降雨入渗条件下边坡湿陷变形的基本特性,采用修正的巴萨罗那模型（BBM）和非饱和多孔介质力学理论,建立了基于弹垫性分析的非饱和流固耦合计算模型,开发相应的有限元程序,进行降雨入渗下非饱和土边坡渗流场和应力场耦合的数值分析,研究了降雨持时、降雨强度以及饱和渗透系数对边坡渗流和变形的影响．结果表明：该计算模型能够很好地反映边坡的湿陷变形特性,最大湿陷变形发生在坡面拐角及坡顶位置．降雨强度和土体饱和渗透系数的大小对边坡内孔压和位移影响显著：在降雨强度小于饱和渗透系数时,坡内孔压及位移随降雨强度的增大而增大;当饱和渗透系数小于且接近降雨强度时,坡内孔压和位移增量明显增大;而当饱和渗透系数远大于或小于降雨强度时,坡内孔压及位移变化量则较小．     

基于渗流分析的湿陷性黄土地区城际轨道地基处理范围

通过一维渗流土柱试验和数值模拟分析,开展了压实黄土渗流特性及湿陷性黄土地区城际轨道地基处理范围研究。试验结果表明:压实系数对非饱和黄土的渗流影响显著。湿润峰随着时间的变化有两个阶段,快速入渗和缓慢入渗。对压实系数较大的黄土,当湿润峰推进到50 cm后,水分入渗速率进入缓慢阶段。当入渗边界水头较小时,不同的边界水头对压实的黄土渗流规律影响不大。综合分析试验结果及数值分析得到:城际轨道地基采用挤密桩处理时,外放尺寸可按规范取最小值2 m,不必按处理深度的一半取值。对于乙、丙类建筑物或非高等级的线性工程,在满足承载力要求下可采用减小地基处理深度、增大地基处理宽度的处理方式。研究成果可为优化深厚湿陷性黄土地区城际轨道工程地基处理范围提供参考。     

考虑渗流影响的水泥土挡土墙稳定性分析

通过计算有地下水时多种工况下考虑及不考虑渗流时水泥土挡土墙的抗倾覆和抗水平滑动稳定抗力分项系数,认为地下水的渗流对水泥土挡土墙稳定性有很大影响。计算结果表明增大基坑内外水头差、墙底进入相对弱透水层、适当减弱坑底土的透水性等方法有助于提高水泥土挡土墙的抗倾覆和抗水平滑动稳定性。     

渠道水深对渠床渗漏量影响研究

基于有压双套环入渗仪进行了渠床入渗试验,分析了渠道水深与渠床土壤入渗能力间的关系并讨论了其作用机理。结果表明:同一土壤质地条件下,渠床土壤入渗能力随渠道水深的增加而增大,90 min累积入渗量和相对稳渗率与水深之间均呈指数关系;随着渠道水深增加,地表入渗界面处压力势增大,是地表处水分运动通量增大,渠道渗漏量增加的根本原因。研究结果可为渠道渗漏损失的计算提供依据。     

南阳膨胀土裂隙扩展及室内降雨入渗实验研究

膨胀土在含水量降低时发生干缩开裂,给工程带来了极大的危害,其中降雨条件下裂隙膨胀土渗流问题是一
个典型的膨胀土工程问题。制备6 个相同的南阳重塑膨胀土样,在相同的环境下分别脱湿96,79,63,48,39,30 h,通
过数码拍照得到不同时刻试样表面裂隙图片,通过分析得到试样表面裂隙率;为了衡量裂隙在深部方向的发育情况,
使用煤油进行渗透实验,得到煤油入渗系数与脱湿时间、平均含水率、表面裂隙率的关系曲线;在油渗实验结束后进行
室内模拟降雨入渗实验,得到裂隙膨胀土入渗率的变化规律。通过对实验数据整理分析发现试样脱湿时间、试样平均
含水率、试样表面裂隙率、煤油入渗系数、降雨入渗实验径流开始时间、试样入渗率之间有良好的相互关系,降雨入渗
实验初期入渗率较大,入渗率随时间衰减很快,在15 min 内降低了两个数量级,脱湿时间越长的样初期入渗率越高,
衰减的也越快;入渗率在较短的时间内就开始趋于稳定,稳定后的入渗率随试样表面裂隙率线性增长,增长到一个峰
值后迅速降低。     

滨海细砂路基沉陷机理

为了揭示滨海细砂路基沉陷机理,在实地调研和文献调研的基础上,通过路基湿度状态分析、重复动三轴试验和固结变形试验,研究基于淤塞效应的滨海细砂路基累积沉降量.研究结果表明:滨海细砂路基沉陷主要由细砂渗流—迁移—淤塞现象引发的细砂路基动力变形、固结变形以及砂土流失三部分组成;施工期间,高雨强条件下降雨入渗水流引发细砂迁移—淤塞现象,使得砂芯长时间处于高含水率状态;运行期间,淤塞且过湿的砂芯在重载交通和土压力长期作用下出现过量的动力变形和少量固结变形,从而引发细砂路基沉陷现象.     

降雨入渗对锚杆加固多级边坡稳定性分析

降雨入渗对多级锚杆支护边坡稳定性的影响尚不清晰,基于非饱和土渗流-应力耦合理论,采用Geo-studio软件建立了降雨入渗锚杆加固多级边坡的流固耦合有限元分析模型,研究不同降雨持时、雨强时锚杆加固多级边坡的渗流、应力、变形场稳定性变化规律,以及锚杆受力特性。研究表明：随着雨强和持时的增大,锚杆轴力及坡面位移均增大,边坡安全系数降低;第三级边坡的锚杆轴力提升幅度最大;同一级边坡内,坡脚处的锚杆轴力值大于坡顶处锚杆力。