渗流作用

摘要： 以某斜心墙土石坝作为研究对象,开展渗流作用的斜心墙土石坝坝坡稳定分析研究,分析不同工况下的上游坝坡、下游坝坡抗滑稳定安全系数及滑弧位置等结果。结果表明:考虑土石坝渗流作用下,随着上下游水头差的增大,上游坝坡的安全系数始终大于下游坝坡的,且安全系数逐渐减小。在水位变化工况下,随着水位降落速度的增加,上游坝破安全系数逐渐减小,但是仍大于规范允许值。然而,上下游水位差对于上游坝坡的最危险滑动面位置没有明显影响。

摘要： 以核桃箐尾矿坝为研究对象,对其尾矿坝的稳定性进行研究,主要通过Rocscience Slide软件建立二维模型对尾矿坝在天然和渗流状态下的稳定性进行分析,从而得到渗流作用对尾矿坝稳定性的影响。采用迈达斯(Midas GTS/NX)软件对研究区整体建立三维地质模型,并用FLAC3D有限差分软件计算分析,计算天然应力状态和渗流应力状态下尾矿坝的应力应变情况,同时对二维和三维分析的方法进行对比分析,为以后同类工程稳定性分析提供一定参考。

摘要： 以某附属楼填充墙开裂为例,通过现场调查、检测,分别从填充墙构造措施、填充墙开裂形态及房屋倾斜三个方向分析原因。调查检测表明,填充墙开裂主要是由于构造措施不到位及回填土未进行压实处理造成的,而河水涨落间引起土体的渗流作用则加剧了房屋倾斜,加大了填充墙裂缝。最后建议对开裂严重的填充墙体进行置换或加固补强处理,补充地质勘察,然后根据勘察结果进行复核判定,继而采用相应的加固处理措施,为后续类似工程提供参考与借鉴。

摘要： 以安徽省某铁矿露天边坡监测项目为依托,采用勘探和模拟相结合来研究露天边坡稳定性,并提出治理措施。基于强度折减法,利用COMSOL Multiphysics数值模拟软件分别建立了自然工况、渗流作用和采用预应力锚杆加固后的渗流作用下的有限元模型。结果表明:在自然工况下的边坡处于稳定状态,而渗流作用下的边坡安全系数仅为1.12,稳定性较差,其主要表现特征为坡体内部朝向坡面,由坡角延伸至坡顶处形成滑动弧面。采用预应力锚杆加固边坡后,在渗流作用下的边坡变为稳定状态,研究结果可为类似的露天边坡安全治理以及防护提供经验参考。

摘要： 以山西某单向两车道公路隧道富水段为研究背景,基于渗流相关理论考虑周边地下水的影响,运用FLAC3D软件进行建模分析,得出是否考虑地下水渗流影响两种情况下,隧道围岩渗流场、位移场、塑性区的变化规律并对隧道围岩稳定性进行评估。研究结果表明:隧道周边围岩渗流场形似“漏斗”,由于水压差较大拱脚处存在失稳破坏可能;考虑渗流的隧道整体围岩竖向位移均增大,拱顶与拱底处位移过大可能导致失稳;考虑渗流作用的隧道各部位塑性区较之无渗流显著增大,边墙与拱脚处发生明显剪切变形,因此应加强边墙与拱脚防排水设计以防发生突水涌泥。研究表明隧道富水区域段应重视地下水的作用,加强防排水设计且保证施工安全性,对公路隧道富水区域设计与施工作业提供一定参考价值。

摘要： 基于不良地质环境下的隧道施工,以香炉山隧道项目为研究对象,通过有限元分析软件建立考虑渗透作用的数值模拟,探讨了隧道围岩应力和变形在渗流作用下的变化情况,并通过对比有无渗流作用时隧道支护结构的应力和变形情况,得到结构变化规律,为后续类似工程提供参考。

摘要： 为研究深基坑工程中地下水渗流作用对地铁车站基坑及围护结构变形的影响,依托某地铁车站工程,采用PLAXIS有限元分析软件建立了数值分析模型,分别在考虑渗流与不考虑渗流两种条件下,对比分析地下水渗流对基坑隆起、地表沉降及围护结构变形的影响,并结合现场监测数据进行对比。分析结果表明,渗流作用会增大基坑隆起、地表沉降以及围护结构的变形量,地下水渗流的因素的不能忽略,且进行基底加固可以有效抑制渗流作用,从而保证基坑的安全性。

摘要： 土压平衡盾构因排土效率高、占地面积少等特点被广泛使用于地铁隧道建设.工程中为进一步提高盾构掘进效率,常采用非满舱掘进模式进行隧道施工,而富水地层中非满舱掘进常常遇到渣土泥浆化喷出、开挖面失稳引起超挖量大等问题.针对渗流条件对非满舱施工开挖面稳定性影响,通过数值模拟研究稳态渗流条件下非满舱掘进模式开挖面的渗流场,并基于筒仓模型,计算筒仓边界面上的渗流作用力,建立了考虑渗流条件的非满舱掘进开挖面极限支护应力计算公式,分析了不同舱土高度下埋深、渗透系数、地层摩擦角、黏聚力对开挖面极限支护应力影响.结果表明,随着埋深、内摩擦角、渗透系数的增大,黏聚力减小,开挖面极限支护应力增大;渗流作用对非满舱掘进时开挖面的影响较大,且随着埋深的增大,渗流作用影响越来越显著.

摘要： 为了研究含断层边坡在渗流作用下稳定性问题,以伊敏露天矿三采区端帮边坡为研究对象,建立相似材料模型并结合数值模拟,对渗流作用下含断层边坡稳定性进行模拟研究.研究结果表明:断层在坡体中的相对位置对边坡稳定性影响变化显著.断层位于坡体中部时,边坡变形及其剪应力较大,此时断层对边坡稳定性影响最大.随开挖推进坡体逐渐前移,断层附近变形及应力值逐渐减小,断层对边坡影响逐渐减小.开挖不同阶段边坡稳定性主要影响因素不同.开挖前期影响边坡稳定性的主要因素为断层,后期逐渐转化为渗流作用.边坡第五次开挖后在断层和渗流的耦合作用下沿弱面滑移失稳.

摘要： 富水黄土隧道施工开挖后含水率增加对隧道工程施工影响较大,前人建立了多种以黄土含水率为指标的工程措施判别标准,但对于黄土含水率的变化原因及时空变化特征缺乏系统研究.银西高铁驿马一号隧道不同工况下含水率的变化特征表明,自然渗流状态下隧道洞身黄土含水率平均为25.9％,局部为软塑;施工排水阶段受渗涌水影响,黄土含水率平均上升到31.3％,下拱腰上升到32.2％,引起了隧底软化、掌子面滑塌失稳、围岩稳定性变差等问题;采取地表降水后,黄土含水率下降为25.4％,改善了黄土的物理性质,确保了隧道施工安全与进度;水位恢复后,黄土含水率平均上升到29.4％,拱顶与上拱腰变化较小,下拱腰达到了 37.2％.研究认为地下水渗流变化将使得隧道洞身黄土含水率变幅达15％～33％,通过控制地下水渗流作用可以达到隧道安全施工的目的.

摘要： 目前较成熟的稀土矿开采工艺是原地浸析开采，该方法主要利用浸矿溶液在矿体渗流过程中的化学置换反应回收稀土阳离子，实现稀土元素提取。为研究纯水入渗过程中重塑稀土试样微观孔隙结构和强度的变化规律,进行了室内模拟浸矿、核磁共振和三轴压缩试验.结果表明:随着纯水渗流浸矿时间的推移,试样内部微观结构的变化呈现中等孔径孔隙向大孔径孔隙变化的趋势;2个主要强度指标值即黏聚力和内摩擦角随纯水入渗时间推移呈现大幅减小的变化规律.综合分析结果表明,渗流作用使矿体内部孔隙结构发生改变从而诱发矿体强度逐步弱化;孔隙结构的变化是造成矿体强度弱化的主要诱因.

摘要： ANSYS作为大型通用有限元软件,具有强大的求解和后处理能力,目前尚未提供专门的渗流分析模块,但渗流场与温度场具有高度的相似性,这使得可以采用ANSYS的热分析模块对渗流场进行模拟分析.本文基于ANSYS建立了地下结构渗流作用分析模型,采用APDL语言编程将模型渗流场与应力场耦合,从而可以获得地下结构在渗流场作用下的内力分布.通过与文献结果对比,验证了模型的正确性,并对某工程实例进行了模拟分析,得到了一些有益结论.该方法可用于复杂条件下地下结构渗流作用分析.

摘要： 通过渗流与应力的耦合作用分析了两级边坡的三维应力场特点,随后运用有限元强度折减法探讨了渗流作用下的边坡稳定性及影响因素.结果表明耦合法的数值要高于不耦合法,与边坡实际变形更为接近,证明了耦合模式的效果是明显的.随着平台宽度,倾角的增加,两级边坡的滑动面由单一面向双滑面发展,滑动区域也将随倾角的增加而逐渐减小.渗流的耦合作用造成底部坡体变形要小于上部坡体,水体约束了土体的横向变形,抑制坡体的下滑,研究的成果可为多级边坡的渗透破坏模式提供理论指导.

摘要： 坝基、堤基等天然土层在渗流作用下土层之间的接触面较易发生渗透破坏.针对砂砾石与砂的接触面渗流及渗透破坏特性,利用大型竖向渗透仪和自主研制的环状径向水平渗透仪,研究了竖向和水平渗流作用下接触面渗流和渗透破坏的影响因素及接触冲刷的发生、发展过程.试验研究表明,典型的砂砾石与砂的接触冲刷破坏过程可分为稳定渗流阶段、过渡阶段和破坏阶段三个阶段.砂砾石与砂组合试样的渗透系数随砂砾石密度的增大、颗粒变细而减小,砂砾石与砂接触冲刷的抗渗坡降则随砂砾石密度的增大、颗粒变细而增大.水平渗流情况下,试样的渗透系数较大,但接触冲刷的抗渗坡降较小.

摘要： Osman基于边坡稳定性分析,建立了一套河岸崩塌发展的模型,该模型考虑了边坡崩塌的过程,从一定程度上反映了岸坡在水流作用下发展的过程,在描述溃坝溃口发展的模型中得到了很好的应用.在溃坝过程中,库水位会因泄流量的增加逐渐降低,此时在溃口边坡中会形成不稳定渗流,由此产生的渗透力会使岸坡的稳定性降低.本文在Osman模型的基础上,在边坡稳定性分析中考虑了溃坝过程中渗透力的作用,计算了岸坡破坏的倾角β和判断岸坡稳定性的临界比值H/H'.另外,通过美国爱达荷州Teton坝历史溃坝案例提供的坝体的基本数据,模拟了考虑渗流作用下的溃坝过程,并且与不考虑渗流作用情况下的结果进行了对比.结果表明,考虑渗流作用的情况下溃坝水库水位下降的速度相对不考虑渗流的情况下更快,水库水流干的时间相对更短.这表明渗流加快了岸坡崩塌的速度,这使溃坝的时间缩短.

摘要： 深部采矿中,水渗流作用对采矿过程中围岩的力学性质和损伤特性具有很大的影响.以松树脚锡矿为研究背景,运用RFPA2D软件,建立深部含水层下连续采矿的等效数值模型,研究了深部含水层下连续采矿扰动作用下含水层及围岩的损伤力学行为,获取了深部含水层下连续采矿渗流损伤规律.结果显示:采场围岩存在水-力耦合作用,开采扰动应力场、地应力场和渗流场存在相互影响,随着步距增加,扰动增强,导致渗流场向扰动方向发展,围岩出现水-力共同作用引起的裂隙,又引起渗流场进一步发展,围岩损伤加速;随着开采步距的增加,围岩内部的压应力和顶板的拉应力均增大,但在步距为36m之前,增长较为平稳,之后加速增长;开采会对含水层造成扰动,表现为孔隙水压力和顶板渗流量的增大,并在步距42m左右时形成贯通的导水带;在渗流侵入作用下,围岩下沉位移增加,裂隙不断发展,声发射现象更为剧烈;确定最终的合理开采步距为36m.

摘要： 随着高坝的大量兴建，地下及深部岩石工程的开发和利用，岩体裂隙渗流特性不断受到关注，为了揭示粗糙裂隙中渗流作用下的温度分布规律,在前人研究的基础上建立了粗糙裂隙中的热流耦合模型,通过分形理论建立粗糙裂隙面,进而模拟了粗糙裂隙中渗流作用下的温度分布规律,发现裂隙中的槽流现象使得裂隙中的温度分布规律发生改变,对流作用在温度分布中起到了主导作用,裂隙渗流的存在使岩体中产生了一个相对的低温区.

摘要： 对于水下隧道开挖后隧道围岩中渗流作用对隧道结构水荷载的影响问题,应用复变函数理论方法,建立了水下隧道加固区渗流模型,研究得出考虑加固区渗透率和加固区厚度参数影响的渗流解析解.研究表明,当围岩加固区渗透能力变小时加固区围岩中的水力梯度将增大,加固区半径增加,加固区内的水力梯度也有所增加,但加固区渗透率大小对水力梯度的影响较加固区范围大小变化的影响大很多.在围岩中渗透力的影响起主要作用;加固区在常规厚度范围内变化对围岩中水力梯度的影响相对很小,厚度只需满足相关要求即可.数值解证明了理论解的合理性.

摘要： 运用有限元软件(ADINA)建立二维模型,模拟分析渗流和采动作用下4种不同覆岩结构的破坏场和孔隙水压力分布特征.结果显示:岩性结构影响覆岩端部破坏规律,当上硬下软时,裂缝带范围以最下位岩层断裂线为界向采空区外侧扩展;当上软下硬时,以最下位岩层断裂线为界向采空区内侧方向扩展.硬岩交替型结构,裂隙带的侧边界则是内外交叉发展;岩性越硬相应导水裂隙带的高度越高.在其他条件相同时,导水裂隙带的高度由大到小的顺序为:坚硬—坚硬型、软弱—坚硬型、坚硬—软弱型和硬软交替型.

摘要： 运用有限元软件(ADINA)建立二维模型,模拟分析渗流和采动作用下4种不同覆岩结构的破坏场和孔隙水压力分布特征.结果显示:岩性结构影响覆岩端部破坏规律,当上硬下软时,裂缝带范围以最下位岩层断裂线为界向采空区外侧扩展;当上软下硬时,以最下位岩层断裂线为界向采空区内侧方向扩展.硬岩交替型结构,裂隙带的侧边界则是内外交叉发展;岩性越硬相应导水裂隙带的高度越高.在其他条件相同时,导水裂隙带的高度由大到小的顺序为:坚硬—坚硬型、软弱—坚硬型、坚硬—软弱型和硬软交替型.

摘要： 本发明公开了一种随机渗流场作用下的土质边坡可靠度分析下限法，本发明方法为：步骤1、拟定土质边坡的计算参数；步骤2、建立土质边坡可靠度计算的极限状态函数；步骤3、生成土质边坡地下水水位的随机数；步骤4、生成土质边坡土体材料凝聚力、摩擦角的随机数；步骤5、使用有限单元离散土质边坡，得到有限单元网格；步骤6、进行土质边坡的随机渗流场计算；步骤7、建立土质边坡可靠度分析下限法线性规划模型；步骤8、求解土质边坡下限法线性规划模型；步骤9、统计土质边坡的可靠度指标。本发明可以获得土质边坡可靠度指标随地下水位随机变化的规律，并获得土质边坡的失效概率。

摘要： 本发明公开了一种渗流监测器、渗流监测系统及地下水库渗流监测方法，包括监测器壳体、温度传感器、压力传感器、电加热层、传输线束和均布有多个监测点的光纤。本发明公开的渗流监测器、渗流监测系统及地下水库渗流监测方法，可对地下水库的渗流进行有效监测，为地下水库的溃坝事故的超前预测、预警等提供了技术支持。

摘要： 本发明涉及一种非均布荷载作用下应力‑渗流耦合演化可视化系统，包括方形的试件本体和放置试件本体的试验箱，所述试验箱与试件本体之间设有油，所述试验箱上设有进排油口，所述试件本体上涂抹硅橡胶形成硅橡胶层，所述硅橡胶层的左端、右端和上端分别均匀设置五个加载动力单元，所述硅橡胶层的前后两端分别设与试件本体相通的加载渗流孔，两个所述加载渗流孔分别与加载渗流单元相对应。该系统在上端、左端和右端各布置有五个加载动力单元，前后两侧各布置一个加载渗流单元，各个加载单元通过控制系统都可实现独立的应力加载或多个单元协同加载。

摘要： 本发明提供了一种渗流‑冻融循环作用微生物固化试样制备装置及试验方法，装置：冻融模块由试样下端暖冷板、试样中端组件和试样上端暖冷板组成；试样腔体设置在试样容纳空间的下部，试样腔体的上部、下部空间中均安装有固体透水垫块，其中部空间中填充有试样；压力传感垫块对应的安装在试样腔体的上端；渗流模块由试样上连通管网、上端流体管路、下连通管网和下端流体管路组成，上、下连通管网分别埋设在试样上、下端暖冷板的内部。方法：初始试样填装；微生物固化作用；进行渗流和冻融循环作用；评价微生物固化试样长期性能。该装置及方法在提高微生物固化试样制备效率的同时，还能实现实际环境渗流和冻融循环作用的模拟。

摘要： 本发明公开了一种渗流应力耦合作用下岩石损伤破裂数据化记录方法，包括：获取多个历史样本的岩石损伤破裂数据，按照预设模板进行数据存储得到数据库；根据历史样本的状态变量和特征信息，计算样本的稳定性参数；建立特征信息和稳定性参数的关联分析模型；采集工作面的特征信息，并输入到关联分析模型中，得到实时稳定性参数；若实时稳定性参数大于稳定性参数阈值，将工作面的特征信息映射到数据库中，以用于关联分析模型的验证和重构；若实时稳定性参数小于或等于稳定性参数阈值，则立即停止作业。本发明实现了对岩石损伤破裂数据的标准化处理和记录，能够为工程灾害预警提供有力的数据依托和初级预警判断。

摘要： 一种考虑地层流体渗流作用的水平井井壁稳定分析方法，在井壁所受剪切应力的基础上叠加井壁所受的附加地层流体渗流压力构成有效剪切应力，将有效剪切应力与岩石剪切强度比较，判断井壁失稳的可能性。本发明不仅从水平井压力和钻井液两角度出发，更考虑了地层流体渗流作用，使得水平井井壁力学模型更加符合实际情况，利于水平井井壁失稳的有效预测，为水平井井壁失稳的判断提供有力的数据支持。

摘要： 本发明公开了一种应力与渗流作用下煤岩体突水危险区域电位判识方法，适用于现场煤岩层突水灾害的监测预警。对预制导水通道与诱导空穴的试样施加轴向应力与水介质渗流作用，模拟煤岩体突水灾害孕育发展过程；同时在试样表面布置多个电位测点，测试试样变形破裂过程的电位信号与渗流参数；然后进行电位反演成像，基于隶属度指标定义电位反演值的危险临界值，对试样内部突水危险区域进行判识。本发明的电位反演结果精度高，测试过程近似“无损”，能够为监测预警现场煤岩层突水灾害提供新的技术手段。

摘要： 本发明公开了一种应力与渗流作用下煤岩体突水危险区域电位判识方法，适用于现场煤岩层突水灾害的监测预警。对预制导水通道与诱导空穴的试样施加轴向应力与水介质渗流作用，模拟煤岩体突水灾害孕育发展过程；同时在试样表面布置多个电位测点，测试试样变形破裂过程的电位信号与渗流参数；然后进行电位反演成像，基于隶属度指标定义电位反演值的危险临界值，对试样内部突水危险区域进行判识。本发明的电位反演结果精度高，测试过程近似“无损”，能够为监测预警现场煤岩层突水灾害提供新的技术手段。

摘要： 本发明公开了一种渗流作用下不均匀沉降对土拱效应影响的活动门试验装置，包括模型箱、活动门、模型箱支撑、活动门支撑、升降机构、支撑板、支撑底座、弹性组件以及供水系统，模型箱固设于模型箱支撑顶部，活动门盖接于所述模型箱底部，活动门包括多块并列设置的活动块，活动门支撑安装于模型箱下方且支撑活动门，升降机构安装于活动门支撑底部，所述支撑板设置于所述活动门的下方，支撑底座安装于支撑板的下方，弹性组件与活动块一一对应设置，弹性组件顶端连接活动块，底端连接支撑板。本发明的有益效果：通过控制活动块的升降以及弹簧内支撑的刚度模拟桩间土的不均匀沉降对土拱效应的影响，更容易改变桩间净距模拟渗流对土拱效应的影响。

摘要： 本实用新型涉及一种渗流作用温控渗透试验装置，涉及渗透试验装置的技术领域。本实用新型包括箱体、固定安装在箱体内部的试验台和蠕动泵，箱体为无盖箱体；试验台位于箱体的中部，并将箱体分隔为上下两层，箱体的下层侧壁上开设有通气孔；箱体的上层空间为上部水槽，下层空间为下部水槽；试验台上开设有多个用于安装三轴饱和器的通孔；下部水槽的出水口与蠕动泵的进水口连通，蠕动泵的出水口与上部水槽连通。本实用新型提高了渗透实验的便捷性，通过温控、渗透压力提高了渗透效率，通过蠕动泵实现了水的循环使用，通过测电导率观测试验进度，在未来具有广泛的使用前景。