降雨条件下边坡稳定性分析

把降雨入渗条件下的边坡稳定性问题转化饱和-非饱和渗流问题的应力场和渗流场来计算,考虑在降雨入渗过程中滑动面抗剪强度的影响,研究降雨入渗过程对边坡的安全系数的影响.应用瞬态的饱和-非饱和二维有限元渗流模型,对降雨条件下的边坡的稳定性进行了模拟,模拟的数值计算结果表明,在降雨入渗过程中,边坡的安全系数在不断减小.     

皖境淮河流域降雨量-水位关系分析

利用2003-2005年水文站水位观测资料和相应气象站点雨量观测资料,应用相关分析方法,确定旱涝多发的皖境淮河流域不同子流域内水位对流域内降雨的响应时效,结果表明不同子流域水文站的水位对有效降雨量的响应时效存在差异,主要集中在2-4天.选取3个有效降雨与水位相关程度较高的子流域,分别建立降雨-水位关系统计模型.利用2007年7月上旬淮河流域大水资料进行试验,结果表明所建模型的水位预测效果较好.     

考虑吸湿和脱湿影响的一维降雨入渗数值模拟

在分析非饱和渗流时,土水特征曲线(SWCC)起着至关重要的作用.吸湿和脱湿条件下的土水特征曲线存在显著的滞后现象,对降雨入渗土体中孔隙水压力的分布有明显影响.采用两种计算模型,运用吸湿和脱湿条件下的土水特征曲线,对一维降雨入渗土体非饱和-饱和-非饱和全过程进行数值模拟,对比分析了计算模型以及吸湿和脱湿,对降雨入渗过程中土体的孔隙水压力分布的影响.     

极端降雨下地下空间淹水对城市内涝过程的影响研究

极端降雨会引起城市内涝,造成地面严重积水,从而威胁城市地表及地下空间的生命财产安全.当前水动力模型涉及地下空间的模拟较少,地下空间设防高度对城市内涝时空分布特征的影响分析还存在不足.针对以上问题,以郑州市二七区主城区在“7·20”特大暴雨事件中的内涝过程为例,构建了考虑地下空间淹水的城市内涝模型.模拟了在地下空间不同设防高度下,城市内涝时空分布特征.研究结果显示：(1)构建的地下空间淹水模型具有一定物理机制,参数可量化,且计算简便,适用于大范围考虑地下空间淹水的城市内涝模拟;(2)不考虑地下空间淹水会使地表内涝风险被高估,高风险与超高风险面积之和将会增大10.7%;(3)当设防高度增加10cm时,城市地表的积水最大深度提高10.0%,流速增加2.3%,高风险与超高风险面积增加3.4%.这一结果表征了地下空间设防高度对城市内涝过程的影响机制与规律,为科学设置设防高度,有效防控城市地表-地下整体内涝风险提供了参考和依据.     

城市土壤特征对降雨径流控制的影响

城市范围土壤受到人为扰动而出现生态功能退化,总结了城市土壤的物理化学和水文生态特征,分析了城市土壤对降雨径流量和水质的影响,探讨了低影响开发(LID)工程土的要求,以期为改善LID措施控制降雨径流效果提供理论依据和参考。研究表明:以下渗为主的LID措施,土壤饱和导水率是重要参数;以去除污染负荷为主的LID措施,土壤质地、容重是重要参数,pH及本底养分、重金属含量也是影响因素;应以此为基础设计改良工程土配方;施工过程中,应避免场地土壤的机械人为压实;定期清理设施区域的垃圾,防止阻塞土壤表层;在污染严重区域,定期检测土壤污染物浓度,若超过土壤负载需更换土壤。     

基于SAR测量的改进型VIE降雨反演算法

提出一种新型降雨反演算法,该算法是对沃尔塔积分方程（Volterra integral equation,VIE）降雨反演算法的改进.首先,对雷达接收到的回波数据进行预处理,得到降雨起点和降雨宽度等信息;然后,仅利用沃尔塔积分反演算法处理少量特定区域,通过深度挖掘数据变化的规律来分析得出降雨分布的类型和降雨速率;最后,根据通常研究对象的分布对称性,结合已经获得的信息反演得到整个区域的降雨分布情况.通过仿真结果可知,该算法高效、计算速度快,并且具有较高的精度.     

非饱和参数交互作用的边坡稳定性分析

为研究降雨入渗条件下的边坡稳定性,提出一种基于流固耦合理论及非饱和渗流参数敏感性分析的边坡稳定性分析方法.边坡的非饱和参数交互作用影响边坡稳定,为此,建立基于有限元方法的边坡非饱和渗流的边坡稳定性分析模型.构建了边坡稳定性分析参数敏感性分析模型,分析了非饱和参数对边坡稳定特征的直接作用和耦合交互作用.结果表明:降雨入渗时的非饱和参数共同作用下,降雨强度和渗透系数对边坡稳定性孔压及饱和度特征的直接影响和间接影响较内摩擦角和黏聚力更为明显.降雨强度对特征单元位移直接影响最大,内摩擦角与其他参数的耦合作用最显著.黏聚力对边坡稳定的直接影响最大,且对塑性变形作用时与内摩擦角、降雨强度及饱和渗透系数的耦合最为紧密.非饱和参数共同变化时,交互作用不是单项参数的作用效果直接叠加.     

不同原料土壤侵蚀磁性示踪剂的研制及应用

以细土、膨润土、粉煤灰和水泥为原料,铁粉为磁性调节剂,采用圆盘造粒法制作了3种磁性示踪剂,确定了其最佳布设质量分数和布设深度,并通过室内模拟降雨试验,对其示踪效果进行了研究。结果表明,在模拟降雨条件下,以粉煤灰和水泥为原料的示踪剂具有极高的水稳性,在30 mm/h和60 mm/h的模拟降雨条件下,径流中示踪剂与泥沙均呈极显著性相关,质量比分别为0.030 2和0.041 3。3种磁性示踪剂以粉煤灰和水泥为原料的示踪效果最好,其坡面磁化率变化值可以准确指示出坡面侵蚀沉积的空间分布。     

红壤坡耕地不同耕作方式径流及养分流失研究

为揭示红壤区不同的耕作方式对坡耕地径流及养分流失影响的差异,通过野外径流小区试验,分析对比在3种典型降雨下,南方红壤丘陵区的纵坡间作(措施1)、纵坡种植(措施2)和横坡种植(措施3)等3种耕作方式坡耕地的产流、产沙及氮、磷流失特征。研究结果表明:随着降雨强度的增大,措施3截流减沙优势明显。中雨型下,措施3径流量分别为措施1、措施2的21.5%,20.3%,产沙量分别为措施1、措施2的6.03%,2.28%;大雨型下,措施3径流量分别为措施1、措施2的8.11%,7.6%,产沙量分别为措施1、措施2的4.33%,3.31%。不同措施产流、产沙过程基本一致;措施3在控制土壤养分流失方面优于其他两种耕作方式,各措施氮、磷流失主要集中在产流初期,先增大后逐渐减小,后期趋于稳定。     

耦合降雨情况尾矿坝坝坡稳定性分析

尾矿坝存有大量的尾矿砂和水,渗流破坏是影响尾矿坝安全稳定的重要因素,而在降雨条件下,渗透压力也会对尾矿坝坝坡的整体稳定性产生影响.利用有限元软件GEO-Studio中SEEP/W与SLOPE/W耦合降雨条件下的渗流场,分析了某加高扩容尾矿坝坝坡的稳定性.