Theoretical Permeability of Two-layered Nonwoven Geotextiles

The two-layered nonwoven geotextile, which consists of a layer constructed with fine fibers for providing optimal filtration characteristics and another layer constructed with coarse fibers for providing the required mechanical properties, is desirable for drainage and filtration system. Based on Darcy＇s law and drag force theory, a mathematical model on vertical permeability coefficient of two-layered nonwoven geotextile is estabilished. Comparison with experimental results shows that the present model possesses 83.6% accuracy for needle-punched two-layered nonwoven geotextiles. And experimental results also show that with the increasing of needle density the vertical permeability coefficient of two-layered nonwoven geotextiless firstly decreases and then increases, reaching the smallest value at 470 p/cm^2.     

防淤堵滤层新材料的开发与性能

为了满足实际使用过程中对过滤性能和机械性能两方面的要求，设计开发了一种防淤堵滤层新材料，它是具有双层结构的针刺非织造土工织物。其中一层由较细的纤维组成，使土工织物具有优良的过滤性能；另一层由较粗纤维组成，提供土工织物的机械性能。通过实际测试并与常规土工织物进行对比得出，该防淤堵滤层材料具有较大的特征孔径和垂直渗透系数，能够满足防淤堵要求，而且在生产工艺相同的条件下，其机械强度也优于常规土工织物，是一种很有发展前景的新型土工材料。同时，还探讨了针刺密度对土工织物各项性能的影响。     

无纺土工织物在不同压力下孔径分布与透水性的研究

本文给出了针剌无纺土工织物在压力状态下的渗透性和孔径分布的试验成果,以及针刺无纺土工织物孔径随压力变化的曲;指出了低压力区孔径、渗透性随压力变化梯度大的共同规律;阐明低压区针刺无纺土工织物渗透变化大的机理;对水工建筑物中用织物排渗的透水性要求提出了建议.     

用边界元法分析试样宽度对非织造土工织物拉伸性能的影响

用边界元法从理论上分析非织造土工织物的拉伸性能。理论分析和试验表明：非织造土工织物的断裂强度随试样宽度的增加而增大。由于试样的不均匀性等原因，理论值一般高于试验值。通过回归分析得出非织遣土工织物试样宽度与断裂强度呈幂函数关系。     

土工布对砂质土渗透特性影响规律的试验研究

设计了由马氏瓶和渗透仪组成的常水头渗透试验系统,展开了不设置土工布与设置土工布的对照试验,分别研究了土工布放置位置和层数对土体渗透性能的影响规律;土工布上部荷载对土工布自身渗透系数的影响．试验结果表明:土工布可以有效减小土体的渗透系数,增大其临界渗透破坏水头高度,从而提升土体的渗透稳定性．但土工布上部荷载的增加,会导致土工布自身渗透系数的变大．通过对试验数据的处理,发现渗透系数随着土工布位置的增高与土工布层数的增多而减小,临界渗透破坏水头高度随着土工布层数的增多而增大;在设置单层土工布的情况下,土工布放置于土体中间位置处时,临界渗透破坏水头高度达到最大,土体的渗流稳定性最好．使用本文所推导的公式,可以较好地计算土体内土工布设置的埋深与土体渗透系数的对应关系．      

无纺织物过滤黏土的梯度比试验及机理研究

采用2种土工织物和黏土进行梯度比试验,并通过试验后黏土试样微观结构的电镜扫描,从微观上认识土工织物过滤黏土机制。结果表明:在土工织物过滤黏土的过程中,初期梯度比会快速上升,达到峰值后,织物-黏土体系淤堵情况逐渐缓解,透水性相对改善,梯度比下降并趋于稳定;在过滤过程中靠近织物的黏土中会发生细颗粒穿过土工织物逃逸的现象,这是织物-黏土体系的透水性改善的内在机制;过滤后的黏土主要以聚粒形式存在,结构较疏松,在靠近织物的黏土中出现较大的孔隙;不同孔径和工艺的土工织物过滤黏土机制相同,但淤堵程度不同。     

土工布处理下酸度对煤矸石淋出液中重金属含量的影响

煤矸石充填塌陷地的传统方法势必造成下部土壤和水资源的重金属污染.在此次柱状淋溶实验中,我们选取聚乙烯丙纶、涤纶针刺、高密度聚乙烯和涤纶复合四种土工布来研究土工布对煤矸石淋出液中重金属迁移的阻隔作用.研究结果表明,四种土工布都能降低淋出液中重金属的含量.由于各种土工布的厚度、材料、生产方法和防渗能力的不同,发现不同土工布对不同重金属的阻隔作用不同,同时发现淋溶介质的酸性不同,对淋出液中各种重金属含量的影响不同.通过分析去离子水淋溶介质和酸性淋溶介质的淋溶结果,得出聚乙烯丙纶土工布能显著降低淋出液中重金属Cr的含量,HDPE土工膜降低重金属Pb和Cu含量的效果显著.在不同的处理效果下,淋出液中Cr、Pb、Cu的含量相对于对照最大能降低50%、47.9%和25.3%.淋出液中各种重金属的浓度与淋出液的pH值之间呈现良好的三次非线性函数关系,且有80%的相关系数大于0.6.与去离子水做淋溶介质的结果相比较,在酸性淋溶介质淋溶过程中,土工布处理下的煤矸石中重金属离子更趋于稳定.重金属Cr,Pb和Cu分别能被聚乙烯丙纶、涤纶针刺和HDPE这三种土工布有效地吸附.涤纶复合土工布将淋出液的pH值稳定在7到7.4之间,更适宜作物生长.土工布功能强大,能够发展成为一项技术被应用到国内矿区土地复垦工程中用来防治污染.     

不同土工合成材料加筋土界面的静动力直剪特性

为研究不同加筋材料对筋-土界面在静力、动力作用下的剪切特性的影响, 采用大型直剪仪对土工编织布、土工无纺布、土工膜加筋的加筋土界面进行了一系列单调直剪试验、循环直剪试验和循环后单调直剪试验, 并将单调直剪试验与循环后单调直剪试验的结果进行对比分析. 结果表明：单调直剪试验中, 界面剪应力-剪切位移关系由于加筋筋材力学特性与结构特征不同, 呈现出较大差别, 其中筋材在较大竖向应力的剪切过程中容易发生变形; 在循环剪切过程中, 土工编织布、土工无纺布界面抗剪强度发生了软化现象, 而土工膜界面抗剪强度则发生了硬化现象.     

非织造土工布反滤性能的研究

非织造土工布具有三维的纤维网络结构，其独特的纤维网络结构是土木工程中反滤保砂的理想材料．非织造士工布在工程应用中易产生压缩变形，非织造土工布受压变形必然会影响非织造土工布的反滤性能．分析了非织造土工布在受压条件下的反滤性能，对非织造布的开发和应用具有一定的指导意义     

糙面土工膜与无纺土工织物界面剪切强度及表面粗糙度变化规律

为了量化糙面土工膜表面粗糙度变化规律,研制了表面粗糙度测量仪,并进行了不同法向应力下糙面土工膜和无纺土工织物界面剪切和对应的糙面土工膜表面粗糙度试验。研究表明,糙面土工膜和无纺土工织物界面剪切强度是由糙面土工膜粗糙凸起和无纺土工织物纤维相互嵌入和拉拽作用产生的,界面的剪切峰值摩擦系数主要受到法向应力的影响,界面强度发展到残余强度,糙面土工膜粗糙凸起磨损趋于稳定,无纺土工织物纤维定向排列完成。     

土石混合体渗透性能的试验研究

土石混合体属于典型的多孔介质,其渗透特性与砾石的体积分数关系密切.通过自制的常水头渗透仪,测定了不同含砾量时土石混合体渗透系数值,研究发现含砾量与土石混合体渗透系数之间存在指数关系;基于幂平均法,提出了土石混合体复合渗透系数的计算公式,并通过试验结果验证了该式的正确性,为土石混合体渗透系数的理论计算提供了一个简明有用的计算工具.     

Experimental Study on Pull-out Behavior of Different Geotextiles

The pullout testing of geosynthetics is essential for studying interface interaction in the soil-reinforcement system. In this paper, a new method for testing interface properties of geotextiles is proposed. The interface frictional characters of two kinds of geotextiles (woven and needle-punched nonwoven) are investigated through pullout test.Nonwoven specimen has more wide variety of displacement along length than that of woven under the same pressure because of their different exteusibility. The greater the elongation and deformation of specimens, the more evident the variations of displacement along reinforcement from front to pullout end. The greater the normal pressure, the smaller the displacement of every position along length with the same pullout load. The study focuses on the effects of the tensile modulus and the difference of pullout response between woven and nonwoven geotextiles.     

江垭碾压混凝土坝芯样渗透系数统计特性研究

首先对江垭碾压混凝土坝芯样室内渗透试验的渗透系数进行统计分析，然后对貌似分解的渗透系数数据进行概型分布的严格检验，从而揭示了现代正常施工的碾压混凝土坝中的二级配、三级配碾压混凝土和变态混凝土包括各自含层（缝）面芯样的渗透系数均符合对数正态分布统计特性，计算分析表明，求得的各种类型碾压混凝土渗透系数的均值、方差及各自的累积概率曲线，不但为设计提供了更科学的、概念明确的分析数据，也为科学地评价碾压混凝土坝的质量提供了一种定量的科学分析方法。     

渗透系数与库水位变化对边坡稳定性的影响

针对水利工程中复杂的库岸工程地质条件，以及库水位的变化对库岸边坡的稳定性会产生各种不利影响的实际，对不同渗透系数土质边坡在库水位下降速率变化下的稳定性进行了数值计算和分析，计算了在库水位下降期间，不同渗透系数滑坡体的稳定性受库水位下降速率影响的变化规律．结合库水位下降期间不同渗透系数滑坡体的渗流场，对滑坡体的稳定性进行了数值计算分析，得到了库区降水速率和渗透系数与边坡稳定性之间的关系．结果表明：对于同种材料的滑坡体，降水速率越快，滑坡体达到最低安全系数所需的时间就越短，且水位下降到同一位置时，降水速率越快，库岸的安全系数就越低，越可能发生滑坡；相同渗透系数的滑坡体在不同降水速率下其稳定性的变化曲线都是相似的．     

透水模板布几何参数对透排水性能的影响

为研究透水模板布(controlled permeability formwork liner,CPEL)透排水性能的影响因素,采用吸力平板仪、厚度测试仪等测试了不同压力下3种不同规格透水模板布的孔隙、厚度等几何参数.分析了孔隙累积分布曲线、孔隙率、压力及厚度的相互关系;结合CPFL水平和垂直渗透系数,深入探讨了CPFL孔隙分布、厚度和压力对透水模板布透排水性能的影响.并对交通运输部JT/T736-2009<混凝土工程用透水模板布>标准中厚度压缩比等指标提出了具体修改建议.研究表明:3种CPFL孔隙率和厚度均在32 kPa压力左右时趋于某一稳定值;CPFL透排水性能的内外部因素耦合作用明显.     

高强混凝土受火后抗渗透性能衰减规律

为了对高温后混凝土材料的残余耐久性进行评价,研究了高强混凝土高温后渗透性能的变化.采用氯离子渗透系数、湿迁移渗透系数与空气渗透系数研究了氯离子、水与空气3种不同介质在受高温后混凝土中的传输行为,以及温度、强度等级、骨料种类对HSC高温后渗透性能的影响.试验结果表明:3种渗透系数都能很好地反映高强混凝土高温后渗透性变化;混凝土的受火温度升高,渗透系数增加;受相同温度作用后,高强混凝土与普通混凝土相比具有较低的渗透系数,高强混凝土高温后抗渗性衰减程度大于普通混凝土;以石灰岩为粗骨料的高强混凝土抗渗透性能优于玄武岩为粗骨料的高强混凝土.结合混凝土高温后抗压强度与渗透性能的变化对高温后混凝土材料的残余耐久性做出恰当评价.     

分配系数与渗透系数的相关性研究

通过模拟实验测得具有不同渗透系数的含水体系的分配系数值，再用数理统计的方法求得两者之间的统计关系式，并以此外推得到弱透水体系的分配系数值，从而探索了测定极弱透水岩层分配系数值的方法途径。     

真空预压加固大面积地基三维数值模拟

竖向排水体的存在,使得对真空预压加固大面积地基进行三维有限元计算的工作量非常庞大。从宏观意义上讲,打设竖向排水体只是增加了加固区土体的竖向渗透系数。利用考虑井阻和涂抹作用的等效渗透系数计算公式,可将大面积真空预压加固区转化为等效地基,从而大大减少了单元数目。利用该方法对广州南沙港某一试验区进行三维有限元数值计算,并与实测值进行了对比。研究结果表明,采用等效渗透系数进行三维有限元计算是可行的,且计算精度可以满足工程要求。     

低渗气藏多层合采层间干扰系数的确定

对低渗气藏,为达到工业气流,常采用多层合采的方法。气藏多层合采层间干扰系数的计算,目前还没有合理的方法。根据气井多层合采物理模型,利用气井二项式产能公式及井筒压力计算模型建立了气井层间干扰系数的计算方法。实例计算了低渗气藏Y的16口气井的层间干扰系数,并进行了线性回归,得到气井层间干扰系数与层间跨度、测井KH差、生产压差的一个经验公式。利用该经验公式得到了低渗气藏Y的不同层的层间干扰系数,并采用面积加权平均,得到了Y气藏的干扰系数,得出Y气藏可多层合采的结论。该方法为低渗气藏开发方案的合理制定提供了重要依据。     

土工织物联合真空预压对加固疏浚淤泥地基固结性能的影响

传统真空预压法采用预制竖向排水板（PVDs）处理疏浚淤泥已经广泛应用于工程实践中,但是在真空预压过程中PVDs周围严重的淤堵效应会引起加固土体不均匀沉降和土体侧向位移较大等现象,这严重阻碍了PVDs在吹填淤泥地基处理中的应用。本文通过室内模型试验,研究了土工织物与PVDs联合处理疏浚淤泥对减缓PVDs淤堵效应和土体侧向位移较大的影响。通过对比分析不同土工织物间距和直径大小对加固土体的表面沉降、超孔隙水压力和土体侧向位移等方面的影响,试验结果表明该方法对缓解以上问题具有明显效果。进一步地利用Plaxis数值模拟软件,假设将室内模型试验中圆形土工织物的直径等效为等长度的PHDs进行模拟,模拟结果与实测结果吻合良好,验证了本文提出的假设方法是可行的。在数值模拟中,通过不断改变PHDs长度和间距以及PVDs的直径大小并对模拟结果进行分析,间接地建立排水板等效直径(dw)与以上变量之间的关系,从而对土工织物联合真空预压在工程实践中的应用提供参考。