Darcy渗流量计算的等效结点流量法

Ｄａｒｃｙ渗流量计算的等效结点流量法朱岳明（河海大学水利水电工程学院南京２１００９８）１基本原理１．１Ｄａｒｃｙ稳定渗流场的有限单元法求解在只有第一、二类边界条件的Ｄａｒｃｙ稳定渗流场的有限单元法水头协调模型中，水头的插值公式、求解的泛函Π（Ｈ）及...     

暗挖海底隧道渗流量的解析解及其应用

基于复变函数保角变换的方法,在一定假设的前提下,推导了隧道周边为等水压、等水头及洞周为等水头(设注浆圈情况下)渗流量的解析解。运用所推导的渗流量计算公式,重点分析了渗流量与h/2r和渗流量与注浆圈厚度的关系。     

防渗帷幕对坝基渗流量的敏感性分析--以新安江3号坝段为实际模型

在内外因素的共同作用下 ,帷幕体在不同程度上存在一定的老化问题 ,其防渗性能也在逐渐减弱 ,即帷幕的渗透系数K是一个变量 .随着K值的变化 ,幕后渗流量Q会产生什么样的变化是一个值得探讨的问题 .以新安江 3号坝段为例 ,采用三维渗流有限元的数值试验方法 ,通过改变帷幕渗透系数 ,分析帷幕渗透系数K对灌浆廊道渗流量Q的影响 ,建立了相关关系式Q～K ;研究了帷幕工作形态变化对坝基渗流场变化的敏感性 .     

混凝土面板堆石坝渗流量监控指标的正交多项式法拟定

渗流量变化是混凝土面板堆石坝防渗体系工作状态变化的直接反映,拟定渗流量监控指标,对及时发现大坝渗流异常现象有重要意义.渗流量测值影响因素复杂,有时不满足传统概率统计分布,但在小样本情况下较易通过概率分布检验,这给应用典型小概率法拟定监控指标造成困扰.本文基于矩问题理论,运用切比雪夫正交多项式,提出了小样本情况下渗流量测...     

竖管降膜蒸发器多层喷淋盘式分布器的流量计算

为了为应用于竖管降膜蒸发器的多层喷淋盘式分布器的结构设计提供理论依据,对该分布器的流量计算公式进行了推导。多层喷淋盘式分布器的流量计算应按薄壁孔口出流和管嘴出流2种情况分别处理。给出了相应的计算公式,并进行了分析。以此为依据可确定各分布盘上筛孔的直径,给出了计算方法。用此方法对分布器进行了设计,进而通过实验验证了其精确性。     

基于流固耦合的某水库垂直防渗墙合理深度的确定

基于比奥固结理论,借助ADINA流固耦合模块和Slope/w进行数值模拟,计算得出渗流参量、竖向位移、抗滑稳定安全系数,探讨土石坝坝基中防渗墙的合理深度.研究表明:防渗墙的贯入度为0.6时,渗流量小于0.01倍的河道多年平均来水量;出逸坡降和防渗墙底部渗透坡降皆小于允许渗透坡降;上、下游坝坡抗滑稳定安全系数皆大于最小抗滑稳定安全系数,位移量满足规范要求.因此,防渗墙的贯入度0.6为该水库防渗墙的最优深度.此外,当防渗墙底部接触基岩时,渗流通道极小,局部水头损失大,该水头损失叠加到防渗墙底部的水头差上防渗墙底部渗透坡降出现极大值,工程中防渗墙应嵌入基岩3～5 m.     

考虑土工膜缺陷的石渣坝三维渗流特性分析

以某中型水库覆盖层上土工膜防渗石渣坝为例,重点考虑坝面土工膜缺陷不同的类型、大小及其分布等不利因素,采用有限元法对大坝及地基开展三维渗流场数值模拟,并根据大坝水头分布、渗流量和渗透坡降计算成果,对大坝防渗安全性进行分析评价.结果表明:坝面土工膜缺陷主要影响坝体部分渗流场,局部抬高了浸润线,对坝基及两岸影响小;流经坝体部...     

考虑渗流和地震时的砂土边坡稳定性计算

基于极限平衡理论,以砂土边坡为研究对象,推导了渗流和地震存在时拟静力法和拟动力法边坡安全系数的计算表达式。通过程序求解,与已有算例对比表明,计算结果基本一致,验证了2种方法解析式的合理性。参数分析表明,水位越高,边坡失稳越严重,水力梯度与安全系数基本为线性关系。渗流方向向下时,稳定性随水力梯度的增加而增大;渗流方向向上时,变化规律相反。水平地震加速度系数对稳定性的影响剧烈,竖向地震加速度系数对稳定性影响较小,简化计算可以忽略不计。最终得出拟静力法的解析式,简单、实用,而拟动力法则可以更为全面地考察砂土边坡稳定性随时间变化的特点。     

大小潮作用下沿海潜水水位波动的数值研究

沿海潜水层具有一个动态的向海边界,水位随海潮的波动而波动.浸润面的存在给向海边界条件的确定带来一定的困难,而以往研究(例如大小潮水位波动的摄动解法)往往忽略浸润面的影响.为此,在考虑浸润面影响的基础上建立了大小潮水位波动的数学模型.模拟结果表明:(a)潜水层周期平均水位高于静止水位;(b)大小潮向内陆传播时振幅衰减越来越明显,但传播距离远远大于半日潮的传播距离;(c)水位随时间变化具有不对称性,水位上升比下降快;(d)在水位下降阶段特别是大潮期间,地下水渗出点水位偏离潮汐水位,即会形成浸润面.     

滇西典型土质滑坡饱和-非饱和渗流稳定性研究

降雨是滇西土质滑坡灾害的主要诱发因素,而滑坡土体中孔隙水压力的存在使得岩土体的力学性状变得更加复杂.选择滇西红层典型土质滑坡-思铺滑坡做深入的调查,考虑降雨入渗的影响,基于饱和-非饱和渗流理论,选择9月份的降雨量监测资料,对强降雨条件下思铺滑坡地下水动态渗流场进行了数值模拟,将其孔隙水压力结果用于滑坡稳定性分析.同时,又基于非饱和土强度理论,采用GLE通用条分法,对滑坡稳定性的时空效应进行了评价,从而得出降雨入渗与土质滑坡的内在联系:滑坡稳定性与其渗流滞后性有较好的对应关系,最危险滑动面随含水量不同而呈空间的演变.     

变坡角浅层粘土斜坡稳定敏感性分析

用地球物理方法确定了滑坡体的坡底滑移面,重建了斜坡体,并根据坡角的变化划分了块段,运用力的递推原理,计算了滑坡体块段的稳定性系数.对坡角、含水率、内摩擦角、内聚力、静水压力、地震力及列车荷载等因素进行了分析,讨论了敏感性分析中因子变化步长、范围及因子的相关性,获得了粘性土层容重、内摩擦角、内聚力与含水率之间以及内摩擦角与内聚力之间的耦合关系方程.在因子独立及关联作用下,分别对斜坡稳定性进行了单因素分析并确定了敏感性因子.结果表明,内摩擦角、内聚力、坡角及含水率是影响斜坡稳定性的主要敏感性因素.将滑坡因子作为独立变量和非耦合处理时,将弱化含水率及内聚力在稳定性分析中的影响.     

渗流条件下具有张裂缝边坡的稳定性分析

针对渗流条件下具有张裂缝边坡的稳定性,将流网合理简化,采用以土体(总应力法)或土骨架(有效应力法)为研究对象的2种方法,基于直线、圆弧和任意曲线3种滑动面型式,推导出折线型和台阶型边坡的安全系数计算公式.通过算例分析比较这些方法的异同,并研究张裂缝位置与张裂缝水位对边坡稳定性的影响.研究结果表明:从计算所得的安全系数来看,直线滑动面最大,任意曲线滑动面与圆弧滑动面相接近,但比之较小,说明任意曲线滑动面所得结果更偏于安全;当采用同种类型滑动面时,以土体和土骨架为研究对象的2种计算方法所得的安全系数和临界滑动面均接近,但以土骨架为研究对象的计算方法所得结果偏小一些,因而,以该种计算方法分析所得边坡状态更偏于安全;曲线滑动面(包括圆弧和任意曲线)计算认为张裂缝位置离坡顶距离越近,边坡稳定性越小,而直线滑动面计算认为张裂缝对边坡稳定性影响最大的位置存在特定值;当张裂缝水位升高时,各方法计算所得的安全系数均减小,说明张裂缝水位越高,边坡状态越不稳定.     

低水头缓坡溢洪道挑坎体型优化试验研究

某低水头电站因工程需要采用的缓坡溢洪道挑流消能效果不理想,对右岸岸坡和河床冲刷较为严重.试验研究了两种挑坎体型下出坎水舌形态、落水点及对下游河床的冲刷,推荐采用的差动坎方案能使水流纵向扩散更充分,减轻水流对下游的冲刷,消能效果显著.论文对该类工程泄洪消能设施布置原则进行了总结,对类似工程有借鉴意义.     

通过DOM的光谱特性对长江源头典型高原深水湖泊进行评价

天然溶解有机质（dissolved organic matter, DOM）研究在水体生态环境系统的修复研究中扮演着重要的角色,是近年来水环境研究领域的一个热点和难点。目前,紫外―可见光谱和分子荧光光谱在天然溶解有机质是表征天然溶解有机质的重要有效的手段,也是研究天然溶解有机质的主要手段。红枫湖为贵阳市5 个主要饮用水源地之一,对贵阳市社会发展具有重要作用。采用紫外―可见光谱和分子荧光光谱相结合的研究方法,对采自红枫湖中10个点的水样中天然溶解有机质的光谱特性研究。研究结果表明,红枫湖水体光谱特征主要表现为紫外―可见吸光值参数 E3/E4的变化范围是1.70~8.77。除后五火电厂外,水下10 m比水下5 m的 E3/E4 值要高。此外,荧光指数 f 450/500 的变化范围是1.38~1.52。初步认为红枫湖目前的主要有机物污染是陆源性的。后五火电厂,北湖湖心和张官三点水样的光谱特征与其他地方不同。同时还表明溶解有机质的腐殖化程度与水深具有一定的相关性。     

矩形底面扁球面网壳的混沌与控制

对曲面为正三角形网格矩形底面扁球面单层网壳,用拟壳法建立非线性动力学方程,在固定夹紧的边界条件下,给出满足于边界条件的动态解.通过Galerkin作用得到该问题的非线性动力学方程,在受迫振动情况下用复变函数留数理论求出Melnikov函数,给出可能发生混沌运动的条件.通过数字仿真绘出的相轨图,Poincare映射图,时程图证实混沌运动的存在.通过改变参数绘出的相轨图是封闭的,Poincare映射图具有有限点,抑制混沌运动发生.     

考虑侧向变形下抽降潜水引起地面沉降的计算

针对工程降水会给周边环境带来风险的问题,忽略降水工程的群井效应,基于裘布依假设求出基坑降水后地下水位的降落漏斗曲线方程.考虑到降水产生的附加应力在水平方向存在分量,采用分层总和法分别计算水位降落曲线上下疏干土与饱和土的地面沉降量,叠加后得到最终坑周地表的沉降量.结合数值计算及工程实例监测数据进行对比分析,表明改进算法比规范算法更接近实际,能够较准确地预测计算不同降深下由工程降水引发的周边不同距离的地表沉降量.     

浅埋隧道边坡滑移与衬砌开裂病害分析

某隧道是一座分离式浅埋隧道,进口段存在偏压现象.在隧道修建过程中相继出现边坡滑移、二衬开裂掉块等病害.为分析病害原因,对洞内变形、二衬表面应变、临时支撑应力及边坡表层、深部滑移等项目进行了系统的监测.监测数据显示洞内变形基本稳定、边坡滑移发生在浅层.结合现场调查,认为二衬开裂掉块的主要原因是混凝土施工质量缺陷,而边坡表...