土坝坝基土的渗透淤堵试验研究

该文选取太行山研究区内某水库坝基处土样,通过室内筛分,分析其颗粒级配组成,再进行人工配比,模拟其天然土体状态,进行室内渗透性及淤堵效应研究。为不同水头条件下配比最佳粒径的淤堵材料提供参考。

考虑排水板淤堵时空变化的多元复合地基固结性状研究

以塑料排水板联合水泥搅拌桩复合地基为研究对象,假定排水板的渗透系数随时间的指数函数与深度的线性函数同时衰减,考虑了排水板淤堵的时空变化效应;同时,考虑排水板涂抹作用、水泥搅拌桩的扰动效应以及土体径、竖向渗流,建立了该问题的多元复合地基固结解析模型,推导了该模型的固结控制方程及其解析解,并将解答退化到排水板淤堵效应仅随时间变化和仅随深度变化的工况。通过将本文解答与实际工程案例进行对比分析,验证了本文解答的正确性。最后,采用参数敏感性分析法对多元复合地基固结性状进行研究。研究结果表明:相对于恒井阻的情况,考虑排水板的淤堵效应时空变化的地基平均孔压的消散和固结将减慢,且减慢的趋势可看作单一因素减慢趋势的叠加;θ_(1)越小,θ_(2)和θ_(3)越大,多元复合地基固结越慢,当θ_(3)较大时,径向固结停止,地基最终只靠竖向渗流完成固结。

松散堆积物坝基渗透淤堵试验及颗粒流模拟

对西藏山南地区水库坝基材料进行渗透淤堵室内试验及颗粒流数值模拟,从宏观到细观的角度研究了坝基松散介质渗透淤堵的过程。室内试验采用自制的渗透淤堵装置,分别对不添加淤堵材料及添加粒径为0.075～0.5mm、0.5～1mm淤堵材料的试样进行渗透淤堵试验,并监测试样的流速及渗透系数。试验结果表明:(1)添加粒径为0.5～1mm淤堵材料的试样流速降低速率较快,达到稳定后的流速值较低;(2)两种淤堵材料均可达到淤堵效果,添加粒径为0.5～1mm淤堵材料的试样渗透系数降低较快,淤堵颗粒流失量较小。数值模拟记录了淤堵过程中流速、渗透系数及孔隙率的变化情况,并监测了淤堵颗粒中单个颗粒运动速度及位置的动态变化过程。计算结果显示:(1)随着时步增加,模型试样的孔隙率逐渐降低,添加粒径为0.5～1mm淤堵材料的试样的流速降低相对较快且淤堵颗粒流失量较少;(2)对于无淤堵材料的试样渗透系数变化曲线随时步迅速收敛,而对于添加了两种淤堵材料的试样渗透系数变化曲线随时步呈递减趋势,并最终趋于稳定,透水性能降低,产生淤堵效应;(3)在渗透淤堵过程中淤堵颗粒的运动具有随机性。数值模拟结果与室内模拟试验所得的结果基本一致。

浑水入渗对尾矿坝稳定性的影响

尾矿浆体悬浮颗粒渗透导致尾矿坝体淤堵,浸润线升高,从而影响坝体稳定。针对这一现象,首先就浑水入渗对坝体的影响进行研究,然后利用自制的浑水渗流试验仪对深水入渗进行室内模拟,分析得出浑水入渗下渗透系数变化的一般规律;利用得到的一般规律将某尾矿坝的相关设计参数进行修正,通过粒径分布曲线来估算渗透性函数,其中粒径分布曲线的取得采用了激光粒度分析仪;分别将未修正和修正后的参数输入到Geo-Studio中的SEEP/W模块进行渗流场模拟,得到了不考虑和考虑淤堵后的浸润线位置和形态;最后将模拟结果代入到SLOPE/W模块中,对坝体终高时3种工况下的坝体稳定性进行了模拟,结果显示3种工况下的稳定性安全系数均有一定程度的降低。因此,坝体淤堵会降低尾矿坝的稳定性。

考虑变井阻的多元复合地基固结理论研究

该文以塑料排水板联合水泥搅拌桩多元复合地基为研究对象,通过假定排水板的渗透系数随时间呈指数型衰减,考虑了排水板在固结过程中的淤堵效应对地基固结性状的影响。同时,该文还考虑排水板的涂抹效应、水泥搅拌桩的扰动效应以及土体的径-竖向耦合渗流,推导得出多元复合地基的固结控制方程及其解答。通过与已有解答和现场试验的对比分析,验证该文解答的正确性。最后,采用参数敏感性分析法对多元复合地基固结性状进行研究。研究结果表明:复合地基井阻因子θ对固结后期影响较大,当θ值较大时,径向渗流由于排水板的淤堵效应将提前终止,最终仅由竖向渗流使得地基达到完全固结;初始渗透系数k_0越大,井阻因子θ越小,涂抹作用越弱,板和桩的置换率越高,复合地基固结速率就越快。

考虑变井阻的增压式真空预压固结解析模型及解答

增压式真空预压法是一种新兴的软土改良技术,目前对其固结理论的研究成果相对较少,基本处于起步阶段。基于等体积应变假设和达西定律,提出一种包含增压管和排水板的新型等效固结解析模型。首先,针对地基固结过程中排水板出现的淤堵问题,考虑排水板的变井阻效应,假定其渗透系数随时间指数衰减并随深度线性衰减;另外,考虑排水板涂抹作用以及土体内径–竖向渗流,推导了该模型的固结控制方程及其解析解。通过理论退化和比较研究,并与实际工程案例进行对比分析,验证了该解答的合理性。最后,通过参数敏感性分析对增压式真空预压固结特性进行研究,分析各种参数对固结性状的影响。结果表明:与传统真空固结解析模型相比,增压法能更有效地促进土体固结;考虑排水板的变井阻效应时,地基的固结进程将会减缓,且时间井阻因子αb的变化对地基后期固结速率的影响很大;单元内排水板布置越密集、土体泊松比越大、增压管影响区域越小或增压压力越大,均会导致地基固结加快。