基于渗流流速的堤基管涌出口位置检测方法

为提高静水条件下堤基管涌出口位置检测的实时性和便捷性,采用扩大管涌渗透破坏区域渗透系数的方法对单层砂基渗流区域进行了数值模拟,模拟结果反映了管涌区域渗流流速的异常。将异常流速作为管涌出口位置检测参数,开展了基于渗流流速异常的堤基管涌出口位置检测方法的试验研究,并与传统的光纤应变法进行对比试验。结果表明,所提检测方法在验证试验中成功检测和定位了管涌出口的位置,验证了在静水条件下和一定的异常流速范围内所提检测方法可达到与传统光纤检测方法同等程度的检测率。

地下热式渗流传感器的设计与研究

针对当前渗流测量领域中存在渗流流速测量精度不高,无法进行长期测量等问题,提出一种新的渗流测量方法,该方法是对流经微小管径内的渗流直接进行加热,使用Pt100测量加热前后温度变化,以此来计算渗流流速。在该方法的基础上,设计制作一款地下热式渗流测量传感器,该传感器使用Lora模块来完成数据的远程无线传输,实现实时在线监测,使用太阳能供电系统来达到良好的能量供给,维持传感器长期稳定的工作。通过在砂土中对设计的传感器进行渗流测速实验,证明该传感器能够有效地对渗流流速进行测量,测量范围在0.0001~0.0013 m/s,最大相对误差绝对值为6.72%。

土壤下渗能力之定量分析

从分析下渗水受力状态出发，根据土壤水动力学和流体力学，推导了不同情况下下渗流速和下渗强度的计算公式；论证了一般情况下下渗水有重力流和毛细管流两种流态，下渗流流速与下渗强度取决于渗透系数、粒度和球度等土壤物性。

山岭隧道衬砌外水压力公式解析研究

隧道衬砌外水压力问题,一直是困扰隧道施工安全的技术难题,因此衬砌外水压力公式的精确推导及其参数的影响成为各国学者研究的热点。以甘肃木寨岭隧道为工程实例,考虑地下水渗流流速对于衬砌外水压力的影响,运用线性渗流定律及地下水动力学理论,推导出隧道衬砌外水压力及隧道毛洞涌水量的理论计算公式,并与其他经典、经验公式进行了对比验证分析。通过对推导公式的解析,得出了影响隧道衬砌外水压力大小的各因素主次关系,依次是:衬砌渗透系数>注浆圈渗透系数>注浆圈厚度>渗流流速。研究成果可对隧道设计施工和安全管理提供理论指导。

土壤固化剂在陕北淤地坝渗透破坏治理中的应用

砂土区淤地坝破坏的主要形式是渗流,在淤地坝的反滤体中运用土壤固化剂能够防止渗透破坏的发生。为探寻一种最优配比的无机固化剂,以陕西省榆林市靖边县沙旋沟淤地坝筑坝土料为例,通过原土料和添加不同配比固化剂土料的渗透破坏试验,对比分析不同配比固化剂的完全破坏临界水力坡降来寻找最优配比的固化剂,并将选出的最优固化剂应用于模型坝的试验中来检验固化剂的实际效果。结果表明,所有土料渗流流速在渗透破坏前均随水力坡降的增大而增大;添加固化剂降低了土样的渗流流速,增加了土样的抗渗能力和稳定性,其中添加5%的无机复合固化剂土样的效果最好;在模型试验中,添加无机复合固化剂的土料对于“坝后流泥”现象具有一定的修复效果。

双管线柔性壁渗透仪用于水泥土渗透特性的测试

针对实验室常规土工渗透设备在水泥土渗透特性测试中存在的缺陷,提出了双管线柔性壁渗透仪测试水泥土渗透特性的新方法。该设备利用橡胶膜包裹试样,在周围水压力作用下实现试样的密封,水力系统构造了四根管线通往试样,达到促使试样饱和及快速、彻底消除气泡的目的。利用该设备对长江口某河口水库的水泥土芯样进行了4种水力梯度下渗透系数的测试,得到了渗流速度随水力梯度变化的规律,验证了水泥土的渗流流态为线性层流,服从Darcy定律。另外,通过该设备模拟现场情况可进行特定条件下的水泥土渗透特性的测试。