耦合水头梯度、温度梯度及应力影响的一维渗流模型分析

在普通一维（等效）连续介质渗流模型（只考虑水头梯度的影响）的基础上，又考虑了温度梯度引起的水流运动及应力对渗透系数的影响，对考虑水头梯度，浊度梯度在力影响的一维渗流模型进行了解析演算，分析了各种情况及各种边界条件下三种因素对渗流各要素的定量影响。

流出大于流入的一维渗流问题弱解的一个性质

主要揭示了一维渗流问题弱解的一个性质,即当流量流出大于流入时,一定存在某个时刻t0,使得出水边界一定会干。

单层地基一维渗流有效应力性状研究

研究了一维渗流作用下单层地基有效应力的计算问题 ,推导了有效应力的计算公式 ,讨论了有效应力性状。定义了渗流有效应力的概念。单层地基一维渗流有效应力与渗流方向密切相关。渗流作用下土层有效应力由两部分组成 :一部分是自重有效应力 ,其由重力引起的 ,体现了静水压力的影响 ;另一部分是渗透有效应力 ,其由土层水头差产生的 ,体现了超静水压力的影响。

一维渗流引发介质颗粒位移维数的概念模型分析

从Helm的三维固结问题的质量连续性方程出发 ,通过对一维渗流概念模型分析 ,定性讨论了非固结含水层的一维储水渗流过程与释水渗流过程中的颗粒位移维数问题 ,指出颗粒位移的减维概化必须审慎从事 ,原因在于目前尚缺乏相应的理论支持。这对与抽注地下水有关的地层形变及地质灾害研究具指导意义。

对荷载作用下一维渗流规律的新认识

按照Ｂｉｏｔ建立三维固结方程的基本思路，考虑到介质的渗透系数不是常量，而是孔隙率的函数，建立起多孔介质流－固耦合渗流的基本方程；对一维稳定渗流时的数学模型进行理论解答，探讨分析了耦合作用下多孔介质内流体压力的分布规律；对耦合作用下流体在多孔介质内的渗流规律提出了一点新的认识。

带有重力项的一维渗流方程解的自由边界正则性

本文讨论带重力项的一维渗流方程解的自由边界正则性,正如我们所知此类方程当初值具有紧支集,则存在两条Lipschitz连续、单调的曲线ζ_i(t)(i=1,2)称之为解的自由边界:当且仅当ζ_1(t)<x<ζ_2(t),0<t<+∞,时解u(x,t)>0;我们在本文进一步讨论ζ_i(t)的性质,在对m、n关系作一些假设后,证明了除了可能有一点外ζ_i(t)(i=1,2)是连续可微的,同时分别给出解在自由边界铅直处和斜处的性态。

一维向上渗流作用下多层地基有效应力性状研究

研究了一维向上渗流作用下多层地基有效应力的计算问题,推导了有效应力的计算公式,讨论了有效应力性状。定义了渗流有效应力的概念。渗流作用下土层有效应力由两部分组成:一部分是自重有效应力,它由重力引起,体现了静水压力的影响;另一部分是渗透有效应力,由土层水头差产生,体现超静水压力的影响。一维向上渗流作用使土层的有效应力减小。一维向上渗流作用下多层地基有效应力沿土层厚度呈线性分布,在土层层面处发生转折。多层地基有效应力计算的关键是确定土层层面处的有效应力,而确定土层层面处的有效应力的关键是计算各土层的水头差。文后给出了实例计算。

一维向下渗流作用下双层地基有效应力性状研究

研究了一维向下渗流作用下双层地基有效应力的计算问题 ,推导了有效应力的计算公式 ,讨论了有效应力性状 ,定义了渗流有效应力的概念。一维向下渗流作用使土层的有效应力增加 ,因此引起地基附加沉降。渗流作用下土层有效应力由两部分组成 :一部分是自重有效应力 ,其由重力引起的 ,体现了静水压力的影响 ;另一部分是渗透有效应力 ,其是由土层水头差产生的 。

基于渗流分析的湿陷性黄土地区城际轨道地基处理范围

通过一维渗流土柱试验和数值模拟分析,开展了压实黄土渗流特性及湿陷性黄土地区城际轨道地基处理范围研究。试验结果表明:压实系数对非饱和黄土的渗流影响显著。湿润峰随着时间的变化有两个阶段,快速入渗和缓慢入渗。对压实系数较大的黄土,当湿润峰推进到50 cm后,水分入渗速率进入缓慢阶段。当入渗边界水头较小时,不同的边界水头对压实的黄土渗流规律影响不大。综合分析试验结果及数值分析得到:城际轨道地基采用挤密桩处理时,外放尺寸可按规范取最小值2 m,不必按处理深度的一半取值。对于乙、丙类建筑物或非高等级的线性工程,在满足承载力要求下可采用减小地基处理深度、增大地基处理宽度的处理方式。研究成果可为优化深厚湿陷性黄土地区城际轨道工程地基处理范围提供参考。

双层地基渗流作用下有效应力性状研究

研究了一维向上渗流作用下双层地基有效应力的计算问题 ,推导了有效应力的计算公式 ,讨论了有效应力性状。渗流作用下土层有效应力由两部分组成 :一部分是自重有效应力 ,由重力引起的 ,体现了静水压力的影响 ;另一部分是渗透有效应力 ,是由土层水头差产生的 ,体现超静水压力的影响 。

地下富水城市的地铁车站对地下水渗流影响探讨

随着大量富水地区地下工程的建设,地下工程对地下水渗流条件的改变导致的环境问题不断凸显。根据一维渗流理论,对未建地铁车站时的地下水渗流情况进行分析,并结合镜像原理及叠加原理,分析地铁车站对地下水渗流的影响机制,得到受地铁车站阻隔作用的地下水壅高值及地下水流量的解析式。运用所得到的理论公式,分析济南某地铁车站因受车站阻隔作用引起的地下水位壅高、地下水流量变化等,并提出考虑地下水壅高的抗浮设防水位建议值。研究表明,车站处因受到阻隔作用而产生的地下水壅高值与含水层影响半径、水力坡度等有关。在实际工作中,当遇到具有一定的水力坡度的强透水含水层时,地铁车站建成后可能产生的地下水壅高应当引起工程人员的重视。

土中水平渗流AHFO方法监测试验研究

土中的水平渗流影响着土体的结构强度,受测试技术的限制,目前还缺少有效的手段对其水平运移规律精确测定。采用基于分布式测温技术(DTS)的主动加热光纤法(AHFO),设计室内模型试验,测试土中一维水平渗流过程中含水率的变化,拟合了渗流时间与湿润锋运移距离、累积入渗量以及入渗率之间的关系,并对测试结果进行了评价。结果表明:利用AHFO可对任一时刻的湿润锋位置进行准确定位,湿润锋水平向运移距离与时间的关系满足Green-Ampt模型;利用AHFO法所测水平向含水率分布积分所得的累积渗入量与量筒所测实际加水量之间具有很好的一致性,累积渗入量与时间对数呈线性关系;入渗速率随着时间增长逐渐减小,与入渗时间平方根间可用一反比例函数描述。

坝基最优帷幕灌浆区厚度研究

采用一维渗流理论分析了设置帷幕灌浆时闸坝地基面的水头分布，进而分析了帷幕灌浆各参数对地基面渗透压力的影响，从降低渗透压力的角度提出了最佳帷幕灌浆区厚度的理论。

原位渗水试验数据处理探讨

原位渗水试验因精度高(较室内试验)、简便易行和经济成本低而在包气带岩层参数的求取中占有重要地位。为了便于求解,在试验数据处理的过程中将试验环境概化为垂向一维渗流和均质岩层的组合,有入渗速度近似法和公式法。入渗速度近似法的约束条件很小,公式法则对系数的要求较高。结合实例,对原位渗水试验的数据采集和数据处理进行了分析探讨。

区域性温度因素对饱和粘土固结的影响

不同地区地基饱和粘土的固结过程受到当地区域性温度的影响而不同。通过探究区域性温度因素在饱和粘土固结过程中的主要影响因子,基于太沙基一维渗流固结理论,得出了区域性温度因素对饱和粘土的固结度及固结时间的影响规律。结果显示:对固结度的影响,同一时间因数时,温度较高的地区比温度较低的地区土层平均固结度大,且时间因数在(0.3,0.5)范围内达到最大固结度差值;对固结时间的影响,较高温度地区的土层固结速度比较低温度地区大。土层平均固结度较小时,不同地区的固结时间相差不大,平均固结度较大时,则固结时间差别较为显著。研究成果对工程实践具有指导意义。

基坑降水引起的地基应力变化分析

基坑降水对周围地表沉降的破坏已引起广泛关注,传统计算地表沉降的方法是基于总应力不变的观点,计算有效应力增量,且忽略由渗流引起的有效应力增量,结果误差较大。鉴于此,研究了在总应力变化时和考虑渗流作用下,计算土层中有效应力增量的公式,以便满足降水引起的基坑周围地表沉降的计算要求。

基于差分法及试验联合确定非饱和土渗透系数的方法

非饱和土渗透系数是随体积含水量变化的一个复杂变量,难于通过试验直接获取,实际工程中主要采用经验公式,难免与实际存在不符.提出了基于一维垂直渗流控制方程差分求解及非饱和渗透性试验联合确定非饱和土渗透系数的新方法.首先利用有限差分法对一维垂直渗流控制方程进行离散,获得基于差分格式的非饱和土渗透系数表达式;然后通过试验获得土样饱和渗透系数、土水特征曲线以及不同位置处体积含水量随时间变化的关系曲线,通过Matlab编程将以上各参数代入离散后的差分格式,即可得到非饱和土渗透系数随含水量的变化值.将该方法得到的渗透系数与VG模型求出的渗透系数进行对比,两者误差较小,说明本文提出的确定非饱和土渗透系数的新方法具有一定的可靠性.