水-气耦合下的土质边坡稳定系数场分析

传统边坡稳定性分析方法仅对潜在滑动面进行整体稳定性评估,无法获取各点的安全系数.基于稳定系数场理论,综合考虑水-气耦合作用,对降雨条件下边坡稳定性进行分析.结果表明:1)稳定系数场法能够直观地体现水-气耦合作用下边坡的具体破坏区域,得到各点的安全系数;2)孔隙气压力对边坡降雨入渗有一定阻碍作用,并且随着降雨时间的推移阻渗效果愈明显,相同条件下降雨40 h时,两相流湿润锋深度较单向流减小了28.6%;3)相同条件下,考虑水-气耦合作用将降低边坡稳定性,以降雨40 h为例,两相流边坡失稳面积约为单向流的1.7倍.因此,在实际工程中对边坡稳定性分析时考虑水-气耦合作用,工程偏于安全.

涌泉根灌在黄土坡地的水分运移规律试验

为了了解涌泉根灌这项微灌技术灌水后的水分运移情况,在野外黄土坡地利用剖面法对涌泉根灌在不同孔径、孔深条件下土壤水分运移规律进行了研究.结果表明,在不同孔径、孔深处理下,湿润体水平扩散半径、向上入渗距离和向下入渗深度有不同的影响,且均与时间有显著的幂函数关系;涌泉根灌停止后24 h内的土壤湿润体水平及竖直方向扩散相对变化超过了47%,湿润体平均含水量相对降低了30%;24 h后的扩散较小,平均含水量下降较小.涌泉根灌停止后24 h时的湿润体特征值可作为涌泉根灌系统设计的依据;推荐涌泉根灌适宜的孔洞深度为30~40 cm,孔径为φ6 cm.研究结果可为涌泉根灌技术的实际应用提供理论参考.

土水特征曲线形状对降雨条件下土质边坡稳定性的影响研究

土水特征曲线在土质边坡的饱和-非饱和渗流和稳定分析中起着举足轻重的作用。本文运用数值模拟的方法研究了V-G模型中a、n和θr等参数对降雨条件下土质边坡地下水位、孔隙水压力、体积含水率分布的影响,在渗流场计算分析的基础上采用Morgenstern-Price法对降雨条件下边坡的稳定性进行了分析,并从机理上解释了各参数对降雨条件下边坡稳定性的影响。结果表明,a值的增大会导致非饱和土边坡在降雨过程中安全系数的降低速率增大,在降雨结束后安全系数的回升速率增大,n值对边坡安全系数变化的影响主要受初始吸力控制,θr值的增大虽然会导致在降雨过程中安全系数的降低速率增大,但是降雨结束后安全系数回升到稳定的时间减小。

强降雨条件下孔隙气压作用的高台阶排土场渗流与稳定性

强降雨作用下排土场非饱和带中的孔隙气压力会阻碍散土体的雨水入渗,从而进一步影响排土场的安全稳定.然而传统分析方法往往将孔隙气压力视为大气压力而忽略其对排土场安全的影响.本文依托江西某矿山高台阶排土场工程,基于现场实验和调查结果,结合水平分层的排土场典型剖面,分析了传统方法与考虑孔隙气压力的高台阶排土场渗流规律及其安全稳定性,探讨了强降雨条件下孔隙气压对高台阶排土场湿润锋、孔隙水压力和边坡安全系数的影响.研究结果表明:降雨入渗初期的孔隙气压不显著,其对高台阶排土场稳定性不产生直接影响;但随着降雨的持续,孔隙气压作用开始显现,使得高台阶排土场的入渗速率降低,湿润锋下移速度变慢,孔隙水压上升变缓,强降雨对高台阶排土场稳定性的影响也出现一定延时;在降雨入渗中期,孔隙气压将保持恒定,延时效应会随入渗深度的增加而增强;在降雨入渗后期,当湿润锋下移至分层临界面时,孔隙气压平衡被破坏,将继续增大直至新的恒定值,对高台阶排土场的影响加剧;在湿润锋下移至相同深度时,孔隙气压作用下的高台阶排土场安全系数明显降低.研究成果将为强降雨条件下的高台阶排土场的长期安全运行和灾害监测预警提供理论依据.

基于改进Green-Ampt模型的花岗岩残积土边坡降雨入渗规律研究

花岗岩残积土广泛分布于我国南方地区,具有许多不良物理力学性质。该类型土边坡在降雨作用下极易发生变形破坏,因此,对花岗岩残积土边坡的降雨入渗规律进行深入研究具有重要意义。在Green-Ampt模型的基础上综合考虑了坡体的初始含水率、地下水位、非饱和特性,建立了一种适用于不同降雨工况的入渗模型,并采用数值模拟及前人经典模型计算结果对该模型进行了验证。运用该模型对赣南3种典型降雨工况下的花岗岩残积土边坡进行了分析,结果表明:在距离地下水位线较远时初始含水率对湿润锋的迁移速率影响不大,但在接近地下水位线附近时湿润锋的迁移速率逐渐增大,呈现出指数形式的变化趋势;相同降雨时间内、不考虑坡面冲刷的情况下,降雨强度略大于土体饱和渗透系数的工况下湿润锋迁移深度最大、边坡稳定性系数降低最多,在实际情况中尤其需要加强防范。

前段陡坡长距离供水工程水锤防护方案优选

文章结合我国北方地区某长输管线供水工程实例,针对长距离、高起伏、前段有陡坡的长输供水系统水锤防护问题,对事故停泵水锤防护效果模拟分析,通过分别调节两阶段缓闭止回阀、调压塔和气压罐等水锤防护设备形成不同水锤防护方案,最终通过技术、经济性能综合比选出最优方案。结果表明,在前段有陡坡的长距离供水工程中,以空气阀为基础防护设备,在管线中综合设置两阶段缓闭止回阀和气压罐,能够有效缓解过高和过低的水锤压力,水锤防护效果最好。

蠡县斜坡高阳地区沙一下亚段浅水三角洲前缘沉积特征及模式

蠡县斜坡高阳地区沙一下亚段油气资源丰富,是近年来主要的勘探层系。为进一步落实沙一下亚段沉积相展布特征,明确下一步勘探开发方向,综合利用岩心、测井及三维地震等资料,对沉积相标志、类型、分布及模式进行分析。结果表明:①蠡县斜坡高阳地区沙一下亚段广泛发育浅水三角洲前缘亚相,主要存在细砂岩、粉砂岩、泥岩3类岩性,可划分出9种岩相类型;②沙一下亚段测井相类型多样,主要发育箱形、钟形、指形、漏斗形及平直形5种;③在地震剖面上,沙一下亚段表现为小型叠瓦状前积和隐性前积2种反射特征;④高阳地区沙一下亚段主要发育水下分流河道、河口坝、席状砂、水下分流间湾4种微相,沉积微相特征及演化规律与湖平面升降密切相关,不同时期沉积微相分布与演化特征各异。在上述沉积特征研究基础上,建立湖盆萎缩期和湖盆扩张期2种浅水三角洲前缘沉积模式,可为类似区域油气勘探提供地质依据。

鄂尔多斯盆地陇东地区延长组三角洲前缘前积结构特征

为了克服二维地震资料在复杂构造中的多解性及其造成的砂体预测的不确定性,在沉积相带划分的基础上,利用迁移轨迹和前积结构相结合的方法,对二、三维地震资料进行详细解释,准确预测鄂尔多斯盆地陇东地区延长组砂体分布。研究表明,该区延长组发育有4种类型的前积结构:①S型-透镜状前积具有平坦或略微上升的迁移轨迹,有顶积层,一般发育三角洲前缘亚相,湖底发育泥岩;②S型-楔状前积具有平坦至下降的迁移轨迹,有厚底积层,发育三角洲砂岩和浊积岩;③切线斜交型-板状前积具有下降的迁移轨迹,有顶积层和底积层,发育三角洲前缘和浊积扇;④平行斜交型-楔状前积具有平坦的迁移轨迹,无顶积层和底积层,主要发育三角洲砂岩和砂质碎屑岩。其中S型-楔状前积、切线斜交型-板状前积为三角洲-浊积扇体系,为寻找岩性油气藏提供有利方向。

浅水湖泊河口坝型三角洲前缘沉积特征与模式——以文安斜坡西5井区沙河街组三段为例

受控于不同的水流特征、物源供给和地形坡度,浅水三角洲河口坝发育程度和特征具有较大争议。以河北霸县凹陷文安斜坡西5井区沙河街组三段为例,采用井震心综合研究方法,以岩心相、测井相、地震相为标志,识别研究区浅水三角洲沉积微相类型;结合相对海平面升降变化,沉积微相、亚相的展布特征和演化规律,以及对古地貌和古水流分析其沉积控制因素和沉积模式,解释浅水河口坝型三角洲发育规律。结果表明:西5井区位于三角洲前缘末端,水动力较弱,砂泥比较低,河道相对稳定,属于缓坡河口坝型浅水三角洲,且地形坡度较缓、物源供给适中或不充分、水动力条件较弱、湖平面上升等因素控制浅水三角洲河口坝的发育程度。该结果对于厘清浅水三角洲河口坝形成的因素,指导该类型三角洲油气勘探开发具有重要的意义。

某水库大坝工程要件设计浅析

为充分利用水资源,改善某县东南区域农业灌溉条件,兼顾防洪、养殖和生态用水需要,新建某水库,水库工程主要由大坝、溢洪道、输水洞、管理工程等组成。文章根据水库大坝工程水文地质,详述了坝顶工程、迎水坡、背水坡工程以及坝体及坝基防渗加固工程的设计方案。某水库工程的建设使水库下游农田灌溉得到保证,并提高下游河道防洪标准,枯水期为下游河道提高生态用水,为供水区域的粮食安全提供支撑,同时极大地改善了供水区域的生态环境。