基于现场渗透试验的黄土滑坡体入渗特性

以天水市廖集村滑坡为例,分别在滑坡体后缘、中部和前缘部位进行原位双环渗水试验,获取渗透系数和稳定渗透深度定量指标来表征滑坡体不同部位的渗透能力,研究滑坡中水的主要入渗途径.结果表明:试验区域的渗透系数为1.00×10~(-3)~1.00×10~(-4)cm/s,为中等透水,入渗深度在2 m以内,滑坡体不同部位渗透性能存在较大差异,滑坡体后缘渗透系数是前缘的约12倍,原因是滑坡体后缘土层具有粗颗粒含量高且不均衡的级配特点和土层疏松的密实度特性.由高密度电法结果配合野外勘察发现,滑坡体中的水来自降雨直接入渗的贡献很小,裂隙分布位置与地下水分的赋存状态有极大相关性.雨水由裂隙快速进入坡体才是降雨入渗的主导方式.     

上海某深基坑降水抽水试验研究

以上海某深基坑工程为依托,设计单井抽水试验,对降水过程中C08抽水井的出水量以及各观测井的水位进行观测,得到出水量变化先由4.32m~3/h下降到2.82m~3/h再保持稳定的规律;观测井内水位在降水开始后急速下降,降水结束后在较短时间内恢复到初始水位,距离降水井距离越近则其水位变化越大;对试验所得数据进行拟合分析得到混合水平渗透系数K为2.25×10~(-4)cm/s,导水系数T为3.08×10~(-1)cm~2/s,储水系数S平均值为1.66×10~(-3),并提出⑤_1/⑤_2层的混合垂直渗透系数参考值为4.0×10~(-5)cm/s。     

一种求解承压含水层水文地质参数的新配线法

为了能充分利用抽水试验规范所规定的连续性抽水试验数据资料,原位确定承压含水层不同水头降落漏斗范围的渗透系数(K)、导水系数(T)和储水系数(μ*),基于Theis井流公式及叠加原理导出一种流量变化时无量纲形式的承压含水层降深随时间变化的解析解,提出一种含有参变量的一组无量纲降深-时间标准曲线及相应的配线方法。将变流量抽水试验得到的降深随时间变化的实测曲线与标准曲线进行配线,选择任一匹配点记录其在标准曲线、实测曲线中的坐标值和配线的参变量值,将这些记录值代入相关公式,确定对应某一流量时承压含水层的水文地质参数。以苏锡常南部高速无锡境内的场地抽水试验为例进行实例验证,运用配线法分阶段完成,最终求得该场地2-3粉土层承压含水层在变流量下的渗透系数分别为5. 12×10-4cm/s、2. 54×10-3cm/s、2. 83×10-3cm/s。     

强夯法加固湿陷性黄土坝体的应用研究

以某土坝坝体的加固为例,通过强夯前后的取样试验、现场标准贯入试验和静力触探试验,研究了强夯法加固湿陷性黄土坝体的可行性.结果表明,强夯后坝体土的湿陷系数平均为0.008,降低了65.2%,湿陷性完全消除;干密度平均为1.68 g/cm3,提高了23.5%;水平方向、垂直方向的平均渗透系数分别为0.65×10-5cm/s和0.28×10-5 cm/s,分别降低了85.5%和93.3%,也未发现土体剪切破坏现象;压缩系数平均为0.058 MPa-1,降低了80.2%,达到了低压缩性土标准;标准贯入试验和静力触探试验平均值分别提高了1倍和1.37倍,达到了预期的加固目的.     

硫酸盐渍土变形特性试验研究

盐渍土作为一类特殊的工程地质体,其变形特性受环境的影响繁多而复杂。通过郑徐高铁兰考段硫酸盐渍土的室内变水头渗透试验及标准固结试验,研究了不同含盐量的硫酸盐渍土渗透系数与压缩系数在不同含盐量下的变化规律。研究结果表明:在同一含水量条件下,硫酸盐渍土渗透系数随含盐量增加而减小;在干容重为1.75 g/cm3,含盐量为5%条件下,渗透系数KT∈(4.84~8.44)×10-5cm/s;在同一含盐量条件下,不同含水量的硫酸盐渍土渗透系数几乎不变;在干容重为1.75 g/cm3,含水量为21%条件下,试样的压缩系数a1-2∈0.21~0.60 MPa-1,且随含盐量的增加先减小,在含盐量5%处取得最小值后又略微增加。为郑徐铁路路基的设计及施工提供了可靠的技术参数。     

西北地区黄土作为垃圾填埋场中间覆盖层的试验

垃圾填埋场中间覆盖层在垃圾分区或分层堆填作业过程中用于临时封闭垃圾堆体、控制降雨入渗并减少蚊蝇滋生和臭气等. 常用的高密度聚乙烯(high density polyethylene, HDPE)膜作为中间覆盖层, 存在易被垃圾刺穿导致坡面雨水大量入渗和造价较高等问题. 我国西北地区气候干旱且黄土分布广泛, 这些黄土是当地制作垃圾填埋场中间覆盖层非常便利的材料. 对黄土中间覆盖层的夯实施工、防渗性能和历经干湿循环作用后开裂导致其渗透系数增大、防渗性能劣化进行了试验研究. 结果表明: 黄土的饱和渗透系数随干密度增大而增大, 当干密度达到1.60 g/cm³时其渗透系数为10⁻⁷~10⁻⁶ cm/s, 防渗性能较好; 现场双套环原位实验测得黄土饱和渗透系数为8.37×10⁻⁸ cm/s, 较室内试验大1 倍左右; 黄土层历经自然干湿循环作用后易开裂, 有裂缝条件下其饱和入渗系数为1.18×10⁻⁶ cm/s, 比无裂缝条件下的 增大了14 倍左右. 在增设15 cm 厚的保护植被土层后, 黄土的开裂情况得到明显抑制.     

干寒区冻融循环作用下原油对土壤渗透系数的影响——以克拉玛依春风采油厂作业区为例

为探究冻融循环作用下,原油污染土壤后渗透系数的变化规律。首先对研究区井田的土壤原状样做变水头试验;然后在可程式恒温恒湿试验箱进行冻融循环试验,循环温度为-20～40℃,循环次数为6次,测其渗透系数。结果表明:土壤原状样的渗透系数为1.76×10~(-4) cm/s,而当原油进入土壤之后,表现为进入土壤中的原油的量与渗透系数的大小呈负相关;经冻融循环后原状样的渗透系数变为4.36×10~(-4) cm/s,此时的渗透系数是原状样的2.47倍;当污染浓度超过1.20%时,原状样渗透系数略大于冻融样,主要是冻融过程中伴随着土壤内部结构及土的粒径变化,原油渗透进入新形成的骨架孔隙,使原油中部分成分与土壤中的有机质发生反应,形成新的各式颗粒或胶结物,堵塞渗透通道,进而使得渗透系数略小于原状样。试样冻融循环之后,土壤的渗透系数维持在1×10~(-5) cm/s左右,表明试样经冻融循环一定次数后,使得土壤的渗透系数维持在1～2个数量级变动。研究成果可为该地区土壤修复提供依据。     

砂砾石土灌浆防渗效果定量评价试验研究

通过设计试验,将不同水灰比的水泥浆液灌入到不同孔隙比的砂砾石地层中,并通过室内压水试验对结石体的防渗效果进行了检测．试验结果显示,水灰比和孔隙比对砂石料结石体渗透系数的影响并不明显,只要砂料的孔隙被凝胶体充满,地层的渗透性状就得到了同样的改善,砂石料结石体的渗透系数可达10。-10。cm／s．而沿结石体扩散半径方向上末段的部位未被水泥浆完全充满,防渗性能较前端有所下降．为使灌浆帷幕充分发挥防渗效果,建议现场施工时使钻孔帷幕留取一定搭接量,搭接量可为最大扩散半径的10％～20％．     

砾石土防渗料压实特性

为了研究砾石土防渗料的压实特性,采用凸碾和冲碾2种方式对室内击实试验筛选的3种不同级配的砾石土(砾石土①、砾石土②和砾石土③)进行大型碾压试验。研究结果表明:3种级配砾石土防渗料压实度均满足压实度大于98%的要求;砾石土防渗料的渗透系数和压缩模量均随砾石粒度低于5 mm的质量分数增大而减小;当砾石粒度小于5 mm的质量分数分别为45%,50%和55%时,凸碾压实的渗透系数分别为8.58×10~(-6),6.61×10~(-6)和4.45×10~(-6)cm/s,渗透系数最大减小幅度达48.2%;冲碾压实的渗透系数分别为7.72×10~(-6),5.60×10~(-6)和3.30×10~(-6)cm/s,渗透系数最大减小幅度达57.2%;凸碾压实的压缩模量分别为81.84,77.35和66.95 MPa,压缩模量最大减小幅度为18.2%;冲碾压实的压缩模量分别为84.96,79.52和73.65MPa,压缩模量最大减小幅度为13.3%。综合分析3种级配砾石土的压实渗透系数和压缩模量,砾石土②为最佳级配选择。     

临桂县4座水库渗漏分析及处理建议

通过对临桂县4座水库大坝坝身、坝基进行钻探、取样与现场试验,进行相关的室内试验以及现场安全检查,采用二维渗流有限元计算方法、简化Bishop法以及瑞典圆弧法等定量分析方法.利用ANSYS和MATLAB计算软件,求解渗流水头并计算渗漏流量,对4座水库大坝的渗漏安全性进行对比分析与评价,4座大坝坝体填土渗透系数值在2×10-4～5×10-4cm/s之间远大于安全值1×10-4cm/s,压实度在90.4%～94.4%之间,远低于安全要求的95%～97%,坝体的最大渗透比降为低于或基本处于允许坡降值.存在比较严重的渗漏安全隐患,并结合野外与室内试验可评定4座水库大坝均为三类坝,需进行坝体、涵管、溢洪道等进行综合加固处理.     

城市雨水入渗及排水系统试验研究

通过透水铺盖面的土柱雨水入渗和透水雨水管道模型试验，对渗透式雨水利用系统进行了试验研究，并对影响雨水入渗的主要因素进行了分析，得到了雨水入渗率和透水雨水管的稳渗量公式。试验结果表明，采用透水铺盖面及渗透式雨水管道系统，对削减径流、补充地下水源有显著效果。     

酸性矿井水入渗过程中的水岩作用

为了揭示酸性矿井水入渗过程中水岩作用机制,采用淋溶实验方法,对入渗过程中主要污染物离子质量浓度的变化规律进行了研究。实验表明:酸性矿井水入渗过程中岩体与溶质发生强烈的化学反应,矿物溶解使渗滤液内溶质(如Ca2+、Mg2+)质量浓度升高,同时使pH升高;氧化还原条件的改变使铁元素的存在形态发生明显改变,铁离子向下迁移的速度非常缓慢;水文地球化学反应使介质渗透性增强,溶液渗流速度加快;酸性条件下,由于水文地球化学作用,地下水及土壤均会受到严污染。     

入渗水头对垂直一维入渗Philip模型参数的影响

以非饱和土壤水分运动理论为基础,建立垂直一维入渗土壤水分运动的数学模型,对不同入渗水头条件下多种典型土壤垂直一维入渗特性进行模拟,模拟结果采用Philip模型拟合.结果表明:入渗水头对吸渗率、稳渗率有一定影响,提出了包括入渗水头和饱和导水率的Philip模型参数的确定方法.利用已有文献资料对所建模型进行验证,结果表明:所建模型能较简单地确定吸渗率和稳渗率,可以较准确地反映土壤水分垂直一维入渗特点.     

设注水孔条件下湿陷性黄土试坑水分入渗规律

对山西省晋中市榆次区大厚度自重湿陷性黄土场地进行布设注水孔、埋设土壤水分传感器的浸水试验。结果表明:由于布设注水孔,试坑内水分扩散存在自下而上、自上而下、由试坑中心向两侧扩散的特点,湿润锋扩散形态比较复杂;浸水52 d,试坑内探井全断面基本达到饱和含水率,注水孔的布设节省了大量的试验时间与费用。体积含水率随时间变化曲线基本可以分为4个阶段:初期含水率平稳段;含水率增长、变化段;饱和含水率稳定延续段;末期含水率小幅减小变化段。     

Effect of Mg and Si on infiltration behavior of Al alloys pressureless infiltration into porous SiCp preforms

The effect of Mg and Si additon to Al matrix on infiltration kinetics and rates of Al alloys pressureless infiltration into porous SiCp preform was investigated by observing the change of infiltration distance with time as the Al alloys infiltrate into SiCp preforms at different temperatures. The results show that infiltration of SiCp preforms by Al melt is a thermal activation process and there is an incubation period before the infiltration becomes stable. With the increase of Mg content in the Al alloys from 0wt% to 8wt%, the infiltration will become much easier, the incubation period becomes shorter and the infiltration rate is faster, but these effects are not obvious when the Mg content is higher than 8wt%. As for Si addition to the Al alloys, it has no obvious effect on the incubation period, but the infiltration rate increases markedly with the increase of Si content from 0wt% to 12wt% and the rate has no obvious change when the content is bigger than 12wt%. The effect of Mg and Si on the incubation period is related to the infiltration mechanism of Al pressureless infiltration into SiCp preforms and their impact on the infiltration rate is a combined result from viscosity and surface tension of Al melt and SiC-Al wetting ability.     

沸石床快速渗滤工艺性能研究

对人工快渗系统CRI进行了模拟实验.研究结果表明,CRI对COD、氨氮有较好的去除效果;在有机负荷0.2～0.6 kg COD/(m3·d)、水力负荷周期1～2.5 d和湿干比2:1～1:3的适宜工艺条件下,COD去除率达到70%～90%,氨氮去除率达到90%;增大水力负荷周期和减小湿干比都有利于COD的去除.     

小波多尺度分析的浸润线预测方法

为提高浸润线的预测精度,减少尾矿库安全预警的误报和漏报,采用小波多尺度分析方法对浸润线监测数据序列进行预处理,并利用Matlab程序实现.以MAE,MSE,MAPE,MSPE作为预测精度的评价指标,对两个工程实例进行研究.结果表明:多尺度小波分析预测模型的MAE,MSE,MAPE,MSPE值较其他模型低.因此,通过多尺度小波分析处理,能够较大地提高预测模型的预测精度.     

垂直一维入渗土壤水分分布与入渗特性数值模拟

以非饱和土壤水分运动理论为基础,建立垂直一维入渗土壤水分运动的数学模型,并用SWMS-2D软件进行求解,利用室内试验对模拟结果进行分析验证,模拟值与实测值基本吻合,所建模型合理.用所建模型和方法对一定灌水技术要素组合下土壤水分分布和入渗特性进行数值模拟,结果表明:土壤质地、容重、初始含水率和灌溉水深对土壤水分分布模式影响微弱.土壤质地和容重对土壤含水率变化和累积入渗量影响较大,入渗水头和土壤初始含水率对土壤含水率变化和累积入渗量影响较小.     

神东矿区降雨入渗补给强度研究

神东矿区煤炭资源开发与水资源短缺矛盾的日趋严重,实现地下水资源可持续开发利用,为能源基地建设与开发提供水资源保障迫在眉睫。而实现此目标的前提是准确的计算和评价现有的水资源。研究表明,区域地下水循环方式主要以垂向交换为主,作为地下水资源评价中补给量的主要构成部分,对该研究区降雨入渗量的研究具有十分重要的意义,以前评价地下水资源量时对降雨入渗量的给出大多采用经验估算的方法,此方法存在较大误差。在广泛调查神东矿区包气带岩性结构并结合野外取样、室内参数测定的基础上,采用数值模拟工具建立研究区包气带水分运移数值模拟模型,定量模拟神东矿区内不同地段降雨入渗强度,得出入渗补给系数,为评价区域地下水资源量提供科学依据,拟合出的研究区各岩性水文地质参数也可用于类似区域的水文地质计算。     

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.