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向量随机场模拟及其在岩土工程中的应用

清华大学学报（自然科学版） 2003年第5期43卷 706-709,714页

作者：庞小朝周小文温庆博介玉新清华大学水利水电工程系北京100084 长江科学院土工所武汉430010

对于岩土工程中多个土性随机参数向量随机场,将随机场谱表示模拟方法与Monte-Carlo法相结合,得到了考虑土性参数自相关性与互相关性的Monte-Carlo随机有限元法,并应用于堤坡失效概率的计算。计算结果表明:谱表示模拟方法比普通协方差分... 详细信息

对于岩土工程中多个土性随机参数向量随机场,将随机场谱表示模拟方法与Monte-Carlo法相结合,得到了考虑土性参数自相关性与互相关性的Monte-Carlo随机有限元法,并应用于堤坡失效概率的计算。计算结果表明:谱表示模拟方法比普通协方差分解方法收敛速度快,采用该模拟方法的Monte-Carlo随机有限元法是计算岩土工程可靠度的有效方法;在土性参数随机场的模拟中应考虑参数间的互相关性对于岩土工程可靠度的显著影响。

关键词：向量随机场岩土工程随机有限元法 Monte-Cario法谱代替法可靠度

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土壤电阻率与饱和度定量关系的确定

岩石力学与工程学报 2016年第A1期35卷 3441-3448页

作者：聂艳侠胡黎明温庆博清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 清华大学水利水电工程系北京100084

目前,高密度电阻率成像法已广泛应用于环境岩土工程实践,特别是渗流及污染物运移监测。同时,实时、三维、无损的高密度电阻率成像法成功实现土工物理模型试验中渗流过程的实时观测,而定量分析则需要建立土壤电阻率与饱和度的定量关系模... 详细信息

目前,高密度电阻率成像法已广泛应用于环境岩土工程实践,特别是渗流及污染物运移监测。同时,实时、三维、无损的高密度电阻率成像法成功实现土工物理模型试验中渗流过程的实时观测,而定量分析则需要建立土壤电阻率与饱和度的定量关系模型,将高密度电阻率量测得到的电阻率数据换算成土中饱和度变化数据,以分析土中水的运移行为。结合Archie模型,开展标定试验确定土壤电阻率与饱和度的定量关系式,并通过水分运移的室内1 g模型试验验证定量关系式的有效性和适用性。结果表明利用土壤电阻率与饱和度定量公式换算得到的饱和度实时数据与实测数据对应良好,土壤电阻率与饱和度定量公式的精度满足要求。在既得电阻率与饱和度定量公式的基础上,可应用高密度电阻率成像法实现土中渗流过程的实时量测和定量分析,深入研究渗流机制。

关键词：土力学高密度电阻率法土壤电阻率饱和度定量分析水分运移

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随机场的模拟及其在堤坡可靠性分析中的应用

长江科学院院报 2002年第4期19卷 27-29,48页

作者：庞小朝周小文温庆博介玉新清华大学水利水电工程系北京100084 长江科学院土工研究所，湖北武汉430010

介绍了协方差分解技术和谱代替法两种模拟随机场的方法 ,对两种方法的优缺点作了详细的论述 ,并探讨将谱代替法应用于岩土工程可靠度计算的方法。将协方差分解技术和谱代替法分别应用于蒙特卡罗随机有限元法 ,计算了一个堤坡的局部失效... 详细信息

介绍了协方差分解技术和谱代替法两种模拟随机场的方法 ,对两种方法的优缺点作了详细的论述 ,并探讨将谱代替法应用于岩土工程可靠度计算的方法。将协方差分解技术和谱代替法分别应用于蒙特卡罗随机有限元法 ,计算了一个堤坡的局部失效概率。经比较认为 ,谱代替法是模拟土性参数随机场的一种有效的方法。

关键词：随机场蒙特卡罗法随机有限元谱代替法可靠性

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基于微观机理的页岩气运移分析

工程科学学报 2018年第2期40卷 136-143页

作者：张鹏伟胡黎明温庆博清华大学水利水电工程系北京100084 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

认识气体在页岩孔隙中的运移机理对页岩气开采具有重要的科学意义.页岩作为一种致密岩石,孔隙尺寸分布主要集中在几纳米到百纳米之间,小孔隙尺寸与气体的平均分子自由程在同一个数量级,气体与孔隙边壁的碰撞对流动起到控制作用.本文针... 详细信息

认识气体在页岩孔隙中的运移机理对页岩气开采具有重要的科学意义.页岩作为一种致密岩石,孔隙尺寸分布主要集中在几纳米到百纳米之间,小孔隙尺寸与气体的平均分子自由程在同一个数量级,气体与孔隙边壁的碰撞对流动起到控制作用.本文针对页岩气开采过程中孔隙中气体流动过程,建立了考虑气体滑移、Knudsen扩散、Langmuir等温吸附、孔隙压缩等过程的多场耦合控制方程.分析了流态变化对滑移效应的影响,得到了考虑滑移效应的临界孔径,并针对实际中不同页岩储层有机质含量的差异,分析了解吸机制对页岩气产气率、产气量的贡献.研究还表明孔隙压缩性对产气率影响显著,通过考虑开采过程中孔隙压缩,可以更真实地反映页岩气运移过程.

关键词：滑移流动孔隙压缩 Knudsen扩散 Langmuir等温吸附页岩气

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渗透对基坑水土压力的影响

水利学报 2002年第5期33卷 75-80页

作者：李广信刘早云温庆博清华大学水利水电工程系北京100084

基坑地基土中水的渗流不但可能引起渗透破坏 ,引起水压力 ,而且也对其土压力有重大影响 ,从而决定抗滑稳定性 .本文作者针对有上层滞水、一般自由渗透、有承压水、基坑内排水与基坑外降水以及有超静孔压等情况对基坑支护结构物上的水土... 详细信息

基坑地基土中水的渗流不但可能引起渗透破坏 ,引起水压力 ,而且也对其土压力有重大影响 ,从而决定抗滑稳定性 .本文作者针对有上层滞水、一般自由渗透、有承压水、基坑内排水与基坑外降水以及有超静孔压等情况对基坑支护结构物上的水土压力进行计算分析 ,结果表明 :水土压力大小及分布与静水时的明显不同 ,且此时较宜于用库伦土压力理论 .在有上层滞水情况下 ,用水土合算大体上是可以接受的 .在有承压水情况下 ,其作为抗力的被动土压力可能丧失殆尽 .基坑外人工降水与基坑内排水相比 ,更有利于基坑的稳定 .正的超静孔压大大提高了土压力 ,负的超静孔压明显减少土压力 .在很多有渗流的情况下 ,不宜用朗肯土压力计算土压力 ,而应当用库仑土压力理论的图解法来搜索可能滑裂面 .

关键词：渗透基坑水压力土压力渗透力

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有效应力原理几个问题探讨

煤炭学报 2005年第2期30卷 202-205页

作者：介玉新温庆博李广信许延春清华大学土木水利学院北京100084 天地科技股份有限公司北京开采所事业部北京100013

分析了关于有效应力的几种错误概念, 讨论了黏性土及高压下砂土中的有效应力原理,并通过算例比较了不同考虑方式计算结果的异同.

关键词：有效应力原理液性指数黏性土砂土

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填埋场防渗垫层服役性能数值模型研究

岩土工程学报 2013年第S1期35卷 275-281页

作者：刘庭发张鹏伟温庆博胡黎明水沙科学与水利水电工程国家重点实验室清华大学水利水电工程系北京100084

防渗垫层是卫生填埋场的有机组成部分,是阻止渗滤液污染物运移扩散的重要屏障。针对中国填埋场中常用的4种典型单层衬垫结构形式,选用渗漏量、溶质通量及吸附量作为评价指标,建立数值模型对垫层的防污性能进行对比研究。选择镉离子和苯... 详细信息

防渗垫层是卫生填埋场的有机组成部分,是阻止渗滤液污染物运移扩散的重要屏障。针对中国填埋场中常用的4种典型单层衬垫结构形式,选用渗漏量、溶质通量及吸附量作为评价指标,建立数值模型对垫层的防污性能进行对比研究。选择镉离子和苯作为填埋场渗滤液中重金属离子和有机污染物的典型代表。结果表明复合衬垫对重金属离子的防污性能显著优于单层压实黏土衬垫;在低渗滤液水头条件下,土工聚合膨润土(GCL)复合衬垫与压实黏土复合衬垫的防污性能接近,但随着渗滤液水头的增大,土工聚合膨润土复合衬垫的防污性能显著优于压实黏土复合衬垫。对有机污染物,综合考虑其通过完整土工膜的弥散过程及通过土工膜缺陷的渗漏过程,结果表明复合衬垫的最主要通道,衬垫底部有机物通量要比重金属离子通量大1～5个量级,土工聚合膨润土复合衬垫对有机物的防污性能最差。渗漏量、溶质通量及吸附量等指标能对大范围、长服役周期内垫层的防污性能做出科学合理的评价,相关结果能为防渗材料的比选及衬垫结构的设计及优化提供参考。

关键词：防渗垫层复合衬垫土工聚合膨润土土工膜填埋场

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基于高密度电阻率法的水分迁移模型试验研究

岩土工程学报 2016年第4期38卷 761-768页

作者：刘庭发聂艳侠胡黎明周启友温庆博清华大学水利水电工程系水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 南京大学地球科学与工程学院江苏南京210046

在土工模型试验中,常用的应用于水分及溶质迁移过程量测的传感器量测、图像分析及取样分析等方法并不能充分满足三维、无损、实时的量测需求。高密度电阻率成像法为土工模型试验中三维、无损、实时量测需求提供了新的解决思路。基于高... 详细信息

在土工模型试验中,常用的应用于水分及溶质迁移过程量测的传感器量测、图像分析及取样分析等方法并不能充分满足三维、无损、实时的量测需求。高密度电阻率成像法为土工模型试验中三维、无损、实时量测需求提供了新的解决思路。基于高密度电阻率成像法发展一套适用于常规物理模型及超重力离心环境中土体电阻率测试设备和分析方法,并通过开展模型试验验证其应用于水分迁移过程量测的适用性及有效性。常规物理模型试验(1g)表明,该设备及方法能够获得模型土体中电阻率的三维时空分布,入渗过程中电阻率与含水率的分布及变化合理反映电阻率与含水率定性关系;在低有效饱和度区间,电阻率法具有很高的灵敏度。离心模型试验结果表明,重力水平的变化可导致水分在模型土柱中的分布发生显著变化;实时量测技术及分析方法可为土工离心环境中渗流及溶质运移过程的分析提供更为准确的依据。高密度电阻率成像法可以成功应用于常规物理模型及超重力离心环境中水分迁移过程量测,并保证一定的精度和灵敏度。

关键词：电阻率成像法(ERT) 温纳法土壤电阻率水分迁移土工离心模型试验

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煤矸石用作防渗防污材料的试验研究

岩土工程学报 2013年第S1期35卷 282-286页

作者：杨雅婷龚檬温庆博胡黎明清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

论述了煤矸石在垃圾填埋场防渗垫层应用中的潜在价值。采用渗透试验、Cu2+的吸附试验和淋滤试验测定了煤矸石的防渗和防污性能。研究结果表明,煤矸石粉碎料渗透系数可达1×10-7cm/s以下,对重金属Cu2+的吸附过程十分迅速,同时另一种常见... 详细信息

论述了煤矸石在垃圾填埋场防渗垫层应用中的潜在价值。采用渗透试验、Cu2+的吸附试验和淋滤试验测定了煤矸石的防渗和防污性能。研究结果表明,煤矸石粉碎料渗透系数可达1×10-7cm/s以下,对重金属Cu2+的吸附过程十分迅速,同时另一种常见工业固体废弃物粉煤灰对重金属Cu2+的吸附率接近100%,二者淋滤浸出的重金属离子浓度也较低,可考虑在煤矸石粉为主的防渗材料中添加粉煤灰,从而提高煤矸石防渗材料的吸附性能。煤矸石和粉煤灰有优于传统黏土的防渗和防污特性,这不仅为填埋场防渗材料提供了新的可能选择,也为工业固体废料的资源化提供了一种新途径。

关键词：煤矸石粉煤灰垃圾填埋场防渗层吸附性淋滤性