天然黄土节理水流入渗试验及数值模拟

节理广泛存在于黄土地区,是分割黄土的结构弱面和水流入渗优势通道,目前对其工程特性尤其是水流入渗规律的研究较少。首先通过模型试验分析典型含单节理黄土的水流入渗分布及范围,然后采用SEEP/W数值模拟软件,根据模型试验结果,利用非饱和渗流理论结合数值分析的方法得到典型节理宽度为0.41,0.8,1.24 mm的黄土体的等效饱和渗透系数分别为1.5×10-4,1.67×10-4,1.83×10-4 cm/s,最后研究了节理对水分场分布的影响及节理数量、节理间距等对入渗范围的影响规律。结果表明,节理对黄土水分场有较大影响,湿润区深度随节理数量的增加而大幅增加;随节理间距的增大,节理对水流入渗深度的影响逐渐消失,而湿润区宽度受节理间距的影响较小。研究成果对黄土节理渗流规律研究、含节理隧道及地下工程稳定性评价、控制水土流失等具有重要意义。

含节理黄土的微生物灌浆因素分析

在自行建立的含节理黄土微生物灌浆模型的基础上,通过有限元仿真软件COMSOL进行数值建模及求解,通过考虑初始脲酶活性、胶结液浓度、节理开度等因素,计算分析3种灌浆因素影响下的节理与孔隙的填充率以及黄土体的有效加固范围,对节理-黄土体的微生物灌浆加固效果进行研究。结果表明:初始脲酶活性是影响灌浆效果的重要因素;对于胶结液浓度,为同时考虑加固效果和减少废液量,应选用适宜的胶结液浓度;节理开度对加固深度的影响较明显,与节理水流入渗规律一致。综合分析3种灌浆因素发现,距灌浆口有限深度处的含节理黄土加固效果较好,灌浆均匀性有待提高。