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富水山岭地区邻近补水断层隧道结构上的水头分布解析求解

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岩石力学与工程学报 2020年第S2期39卷 3378-3394页

作者：张治国汪嘉程赵其华张孟喜王志伟孙良倩张俊儒上海理工大学环境与建筑学院上海200093 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059 上海大学土木工程系上海200444 中国铁道科学研究院高速铁路轨道技术国家重点实验室北京100081 中铁十二局集团第一工程有限公司陕西西安710038 西南交通大学土木工程学院四川成都610031

山岭地区隧道经常处于高水头区域,且多断层。目前,针对高远场水头和补水断层积水水头联合作用下的深埋隧道围岩渗流场研究还较少。为了探究在地下水远场水头和补水断层水头联合作用下隧道结构上水头大小及不均匀分布影响,从而为隧道加... 详细信息

山岭地区隧道经常处于高水头区域,且多断层。目前,针对高远场水头和补水断层积水水头联合作用下的深埋隧道围岩渗流场研究还较少。为了探究在地下水远场水头和补水断层水头联合作用下隧道结构上水头大小及不均匀分布影响,从而为隧道加固设计提供理论依据,基于镜像法和渗流理论得到了富水区山岭深埋圆形隧道衬砌、注浆圈和围岩等关键位置的隧道排水量和水头变化规律,同时引入了水头差参数来求解隧道结构上的水头不均匀分布规律。采用有限元数值模拟方法对相关地质工况进行数值模拟,并将数值模拟结果与理论解析结果进行对比分析,得到了较好的一致性。此外,着重分析补水断层水头大小、断层与隧道的距离、衬砌设置排水沟后的排水量以及断层倾角等参数对邻近补水断层区域隧道结构上水头分布规律的影响。主要研究结果表明:(1)隧道结构上的水头随着补水断层水头的增大而增大,但是不均匀分布减弱;(2)隧道结构上的水头和不均匀分布都随着断层与隧道中心距离的增大而减小;(3)断层倾角主要影响隧道结构上水头的不均匀分布,距隧道中心同一圆周处隧道结构上的水头最大点与最小点的连线始终与断层保持垂直。研究结果可为富水山岭地区以及存在断层等不良地质环境的隧道开挖和运营提供一定的理论依据。

关键词：隧道工程山岭隧道补水断层渗流场水头分布镜像法

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盾构掘进速度对开挖面水头分布的影响

天津大学学报 2010年第4期43卷 287-292页

作者：高健张义同天津大学机械工程学院天津300072

盾构掘进过程中隧道掘进面附近水头分布是掘进面稳定分析的重要因素.为此,基于固定在隧道开挖面上参照坐标系,推导了考虑盾构掘进速度、土体的渗透系数以及土体贮水系数的稳态地下水流动偏微分方程.通过伽辽金有限元法,推导了考虑盾构... 详细信息

盾构掘进过程中隧道掘进面附近水头分布是掘进面稳定分析的重要因素.为此,基于固定在隧道开挖面上参照坐标系,推导了考虑盾构掘进速度、土体的渗透系数以及土体贮水系数的稳态地下水流动偏微分方程.通过伽辽金有限元法,推导了考虑盾构掘进速度的二维稳态渗流有限元方程,编制了有限单元数值分析程序,计算了稳态地下水流条件下,地下水参数和盾构掘进速度的变化对隧道掘进面附近水头场分布的影响.结果发现,在低渗透性土层中进行隧道开挖,掘进速度的增加导致隧道掘进面附近总水头梯度显著增加.水头场的重新分布导致了作用在隧道掘进面的渗透力增加.将考虑盾构掘进速度的数值分析结果与相关实验数据相比较,两者取得较好的一致性.

关键词：盾构掘进速度水头分布渗透力开挖面稳定

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基于自适应有限元法的基坑水平截面水头分布

沈阳大学学报 2011年第2期23卷 14-16页

作者：胡伟南华大学数理学院湖南衡阳421001

利用自适应有限元方法理论并通过编程对基坑降水时水平截面的水头分布作了大量的数值模拟,得到了相应的结果,通过对结果的分析得到了与实际情况相符合的结果.

关键词：自适应有限元数值模拟渗流水头分布

承压水完整井Darcy流和非Darcy流水头分布计算方法的分析比较

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地质学刊 2010年第4期34卷 397-399页

作者：郑健南北中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116

探讨了地下水向承压水完整井的稳定运动,比较了在Darcy流和非Darcy流情况下井周围水位降深的计算方法。运用Darcy定律、Forchheimer公式及指数型公式对井周围的水头分布进行求解,并对结果进行了比较,得到不能单纯用线性渗流规律代替非... 详细信息

探讨了地下水向承压水完整井的稳定运动,比较了在Darcy流和非Darcy流情况下井周围水位降深的计算方法。运用Darcy定律、Forchheimer公式及指数型公式对井周围的水头分布进行求解,并对结果进行了比较,得到不能单纯用线性渗流规律代替非线性渗流规律的结论,及非线性渗流不同公式之间的区别与联系。

关键词：承压水完整井 Darcy流非Darcy流水头分布

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临江地下结构抗浮计算方法研究

岩土力学 2017年第10期38卷 2973-2979,2988页

作者：曹洪朱东风骆冠勇潘泓华南理工大学土木与交通学院广东广州510640 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广东广州510640

临江地下结构进行浮力计算时,其抗浮设计水位直接采用地面高程或江河水位是不合理的,需要对场地进行渗流分析才能确定。在沿用本奈特假定的前提下,推导出一种简化算法用于临江二元地层的渗流分析,可得到强透水层中的水头分布。在此基础... 详细信息

临江地下结构进行浮力计算时,其抗浮设计水位直接采用地面高程或江河水位是不合理的,需要对场地进行渗流分析才能确定。在沿用本奈特假定的前提下,推导出一种简化算法用于临江二元地层的渗流分析,可得到强透水层中的水头分布。在此基础上,提出地下结构物底板水压力的实用计算方法为抗浮设计提供依据。其方法适用于堤前、堤后覆盖层有不同的厚度和渗透系数,以及宽度为有限或无限的边界情况。该法计算简便,结果足够精确。经过算例验证和比较,堤后小型结构物对强透水层中的水头分布影响不大,但大型结构物和堤后宽度收窄将会显著抬高水头。位于覆盖层中的地下室底板浮力呈中部大、四周小的分布形态,但位于强透水层中时则呈线性分布。

关键词：地下结构二元地层水头分布浮力

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非均匀流与颗粒组成对管涌影响的试验研究

四川大学学报（工程科学版） 2015年第6期47卷 24-31页

作者：王霜陈建生苌坡河海大学岩土工程研究所江苏南京210098 河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210098 浙江吴越岩土工程有限公司浙江嘉兴314000

管涌的发展是个复杂的过程,受多种因素的影响,针对水流条件和试样颗粒组成两个因素进行了管涌发展的砂槽模型试验研究,观察并分析了2种典型的非均匀水流条件和3种试样颗粒组成下管涌发生发展的过程。试验结果表明,水流发散时,管涌口流... 详细信息

管涌的发展是个复杂的过程,受多种因素的影响,针对水流条件和试样颗粒组成两个因素进行了管涌发展的砂槽模型试验研究,观察并分析了2种典型的非均匀水流条件和3种试样颗粒组成下管涌发生发展的过程。试验结果表明,水流发散时,管涌口流量较小,管涌破坏的临界水力梯度大,侵蚀速度慢,侵蚀发生前试样内的水力梯度沿着水流发散方向逐渐减小;反之,水流汇聚时,管涌口流量大,管涌破坏的临界水力梯度小,侵蚀速度快,侵蚀发生前试样内的水力梯度沿着水流汇聚方向逐渐增大。此外,在相同的水流条件下,当试样中的细颗粒越粗时,管涌发生的临界水力梯度越大,管涌通道发展的速度也就越慢。

关键词：管涌模型试验非均匀流颗粒组成水头分布侵蚀速率

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考虑土工膜缺陷的石渣坝三维渗流特性分析

河海大学学报（自然科学版） 2021年第5期49卷 413-418页

作者：岑威钧陈司宁李邓军龚道勇河海大学水利水电学院江苏南京210098 水利部堤防安全与病害防治工程技术研究中心河南郑州450003 长江勘测规划设计研究有限责任公司湖北武汉430010

以某中型水库覆盖层上土工膜防渗石渣坝为例,重点考虑坝面土工膜缺陷不同的类型、大小及其分布等不利因素,采用有限元法对大坝及地基开展三维渗流场数值模拟,并根据大坝水头分布、渗流量和渗透坡降计算成果,对大坝防渗安全性进行分析评... 详细信息

以某中型水库覆盖层上土工膜防渗石渣坝为例,重点考虑坝面土工膜缺陷不同的类型、大小及其分布等不利因素,采用有限元法对大坝及地基开展三维渗流场数值模拟,并根据大坝水头分布、渗流量和渗透坡降计算成果,对大坝防渗安全性进行分析评价。结果表明:坝面土工膜缺陷主要影响坝体部分渗流场,局部抬高了浸润线,对坝基及两岸影响小;流经坝体部分的渗流量有大幅提升;缺陷附近膜后垫层发挥了防渗作用,局部渗透坡降增加明显。总体上,该大坝渗控安全能够满足正常运行要求。

关键词：土工膜缺陷形式缺陷渗漏水头分布渗流量渗透坡降石渣坝

水库水位升降影响下库岸裂隙岩体渗流特性分析

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工程勘察 2010年第5期38卷 26-30,73页

作者：张彦洪柴军瑞西安理工大学水利水电学院西安710048 甘肃农业大学水利水电工程系兰州730070 三峡大学土木水电学院湖北宜昌443002

水力边界变化对边坡岩体渗流应力状态以及岩体稳定性具有重要影响。本文应用离散裂隙网络非稳定渗流模型,分析水库水位升降运行方式对岩质边坡内渗流场的影响,探求裂隙岩体内部水头分布与边界水位之间的关系。分析表明,水库水位升降变化... 详细信息

水力边界变化对边坡岩体渗流应力状态以及岩体稳定性具有重要影响。本文应用离散裂隙网络非稳定渗流模型,分析水库水位升降运行方式对岩质边坡内渗流场的影响,探求裂隙岩体内部水头分布与边界水位之间的关系。分析表明,水库水位升降变化时,边坡岩体渗流场中水头改变存在滞后效应,滞后程度与水位变化速度、研究点距变化边界的距离、以及裂隙的连通性等密切相关。水库水位和运行方式是影响裂隙岩体渗流场分布的主要因素。水库水位单向匀速上升(下降)或连续等速升降时,裂隙岩体渗流场主要决定于边界水位值。水库水位非等速连续升降变化时,岩体渗流场主要决定于水位升降速度之差以及节点位置。如果采用慢蓄快泄的运行方式,将在岩体内形成较大的渗透动水压力,降低岩体的稳定性。

关键词：岩体水力学水位升降水头分布裂隙岩体滞后效应

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东昌路地铁车站降承压水引起地面沉降的研究

土木工程学报 2002年第5期35卷 93-99页

作者：璩继立刘国彬张建峰同济大学

从东昌路地铁车站降承压水的实际出发 ,根据野外实测数据 ,利用降承压水理论以及降承压水的特殊工况 ,对水头 ,水头与时间的关系以及在抽水过程中水头异常现象作了分析。并试图通过实测结果和图表的理论分析 ,寻找上海地区降承压水。

关键词：东昌路地铁车站承压水地面沉降水头分布端头井