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深埋岩溶隧道涌水最大水头压力评估

地球科学进展 2004年第S1期19卷 363-367页

作者：徐则民黄润秋范柱国吴培关昆明理工大学土木工程系云南昆明650224 成都理工大学工程地质研究所四川成都610059

深埋隧道涌水最大水头压力的预测具有重要的实际意义。提出了充水水源为地下暗河、充水通道为管状、板状及裂隙网络3种条件下深埋岩溶隧道涌水水头压力的近似计算公式。

关键词：深埋隧道涌水水头压力

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不同水头压力的微润灌对土壤水盐运移的影响

灌溉排水学报 2017年第6期36卷 22-26页

作者：李朝阳王兴鹏杨玉辉董晓梅塔里木大学水利与建筑工程学院新疆阿拉尔843300 塔里木大学现代农业工程重点实验室新疆阿拉尔843300

为探明微润灌对土壤水盐运移的影响,以南疆盐碱土微润灌为研究对象,采用室内模拟试验,分析了不同水头压力(1、1.5、2、2.5 m)条件下微润灌土壤水盐分布特征。结果表明,水头压力较低,水分水平扩散距离较小,土壤湿润区形状明显为椭圆形,... 详细信息

为探明微润灌对土壤水盐运移的影响,以南疆盐碱土微润灌为研究对象,采用室内模拟试验,分析了不同水头压力(1、1.5、2、2.5 m)条件下微润灌土壤水盐分布特征。结果表明,水头压力较低,水分水平扩散距离较小,土壤湿润区形状明显为椭圆形,随着水头压力的增大,水分水平扩散距离与垂直入渗距离逐渐接近,湿润区形状呈现由椭圆形向圆形转化的趋势;不同水头压力下湿润区位置均表现为在水平方向上以微润带埋设位置为中心,呈左右对称关系;垂直方向上土壤湿润区主要集中在微润带以下位置;提高水头压力,可以有效增大土壤湿润区面积及湿润体内土壤含水率;不同水头压力下均表现为以微润带为中心,形成土壤脱盐区,土壤盐分聚集在湿润锋附近;低水头处理,湿润区内土壤得不到有效淋洗,土壤脱盐区面积较小及脱盐率相对较低;高水头处理,盐分随水分运移至表层和深层土壤,扩大了土壤脱盐区面积,并且提高了土壤脱盐率,水头压力越高,该现象越明显。

关键词：盐碱土水头压力微润灌土壤水盐

荷载及水头压力作用下地下结构混凝土硫酸盐腐蚀研究

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荷载及水头压力作用下地下结构混凝土硫酸盐腐蚀研究

作者：吴骏晖中国矿业大学

学位级别：硕士

位于地下不同深度的混凝土结构,其结构外侧腐蚀溶液的水头压力随着深度的增加而增大,因此地下结构混凝土是处于有水头压力作用下的单面腐蚀。同时地下结构还受到上覆土层及地下水的持续荷载作用,混凝土一直处于有应力状态,在考虑水头压... 详细信息

位于地下不同深度的混凝土结构,其结构外侧腐蚀溶液的水头压力随着深度的增加而增大,因此地下结构混凝土是处于有水头压力作用下的单面腐蚀。同时地下结构还受到上覆土层及地下水的持续荷载作用,混凝土一直处于有应力状态,在考虑水头压力的同时也考虑了混凝土应力的影响。本文针对地下结构混凝土,考虑水头压力及混凝土内的应力水平进行单面腐蚀的试验研究,试验中主要考虑的影响因素包括:混凝土的水胶比(0.4,0.5,0.6),腐蚀溶液的水头压力(0MPa、0.1MPa、0.2MPa、0.3MPa)及混凝土内的压应力水平(应力比0,0.3)。分析混凝土硫酸盐腐蚀性能的退化规律,并建立相应的腐蚀层厚度随腐蚀时间发展的数学模型。为了能够实现在单面腐蚀条件下同时进行腐蚀溶液的加压及对混凝土试件的加载,首先进行相应装置的设计,制作并完成了专利的申请。其中试验装置的实用新型专利已收到授权通知书,试验方法的发明专利也已经被受理。在无水头压力的单面腐蚀试验中,在本课题组前期试验的基础上,将腐蚀龄期由270天延长至500天,对位于吸附区、吸附上区、浸泡区的混凝土进行表观形态及超声声速的测量,试验结果表明,随着腐蚀龄期的增加,不同区域的混凝土所受到的腐蚀程度均不同程度增加,其中位于吸附区的混凝土腐蚀速度最快,而浸泡区及吸附上区的混凝土腐蚀速度较慢。机理分析表明,吸附区的湿度梯度较大及显著的吸附蒸发效应是腐蚀加速的主要原因。最后根据超声声速的退化计算腐蚀层的厚度,最终建立了无水头压力下各区域混凝土腐蚀层厚度随时间发展的数学模型。利用自己设计的试验装置进行了为期270天的水头压力作用下混凝土的单面腐蚀试验,试验过程中对超声声时进行定期测试,并且计算得到不同腐蚀龄期的腐蚀损伤度及损伤层厚度,得到声速、损伤度及损伤层厚度随腐蚀龄期的变化规律。在腐蚀270天时对不同深度混凝土进行取样,进行荧光光谱分析,得到S元素在不同压力条件下随深度的变化规律。试验结果表明,相比于无水头压力,随着水头压力的增加,腐蚀程度也相应增加。机理分析表明,随着水头压力的增加,加速了SO42-进入混凝土内的速度及深度,对混凝土的硫酸盐腐蚀起到加速作用。最终基于腐蚀层厚度建立了与水头压力相关的腐蚀速率模型。最终进行了混凝土压应力水平为0.3的单侧腐蚀试验,与无压应力相比,0.3应力水平在有水头压力的条件下对混凝土的硫酸盐腐蚀同样可以起到抑制作用,其机理在于0.3压应力水平对混凝土内的毛细孔起到压实作用,限制了SO42-的渗透速度,通过荧光光谱分析,S元素的含量的测定得到相应的证明,最终得到了0.3压应力水平时的抑制系数。

关键词：硫酸盐腐蚀单面腐蚀水头压力持续荷载腐蚀损伤层厚度腐蚀损伤度

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电渗技术中水头压力与电压相互关系试验研究

煤炭科技 2024年第2期45卷 45-49页

作者：司湘王档良刘锞锐杨道坤焦健睿中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116

电渗透防水技术是一种新型的防水技术,具有维修成本低、应用范围广等特点。利用电渗法,通过室内试验测定了不同电压、电势梯度下4种不同土样的排水速率、电极电势降、有效电势及其利用率,分析了水头压力与电压对电渗的影响。研究结果表... 详细信息

电渗透防水技术是一种新型的防水技术,具有维修成本低、应用范围广等特点。利用电渗法,通过室内试验测定了不同电压、电势梯度下4种不同土样的排水速率、电极电势降、有效电势及其利用率,分析了水头压力与电压对电渗的影响。研究结果表明:电压越大,电极电势降越大,有效电势、有效电势利用率减小,有效电势利用率衰减越快;在同一水力梯度下,随着水力渗透系数增大,电渗排水速率也在逐渐增大;且当电势梯度与水力梯度的比值接近k值(水力渗透系数与电渗透系数的比值)时,电渗防水成功。研究可为电渗法的工程应用提供指导。

关键词：电渗技术水头压力电压电势梯度排水速率

基于COMSOL Multiphysics的不同水头压力下水热耦合分析

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土木工程 2024年第8期13卷 1319-1331页

作者：刘海圳苗志琪西京学院土木工程学院陕西西安

冻土的水热耦合问题一直是冻胀融沉的主要原因之一,涉及到土壤中水分的迁移、热量的传递以及相变过程。在多年冻土和季节冻土区,由于环境因素的影响,冻土路基容易发生不均匀沉降、冻胀融沉等灾害,这些灾害都与水分迁移、相变以及温度变... 详细信息

冻土的水热耦合问题一直是冻胀融沉的主要原因之一,涉及到土壤中水分的迁移、热量的传递以及相变过程。在多年冻土和季节冻土区,由于环境因素的影响,冻土路基容易发生不均匀沉降、冻胀融沉等灾害,这些灾害都与水分迁移、相变以及温度变化息息相关。为了解决冻土水热耦合问题,本文通过COMSOL Multiphysic软件建立水热耦合的二维模型,研究不同水头压力作用下同一时间段温度和压力的影响、对流出边界总热通量的影响、对总液态水体积的影响,以及对最低温度的影响进行分析,模拟了3种不同水头压力的工况。结果表明:同一时间段的温度和压力随着水头压力的增加而变化;流出边界离开系统的总热通量也随着水头压力的增大而增大;不同工况下水头梯度越大,冰块融化速度越快,达到总液态水体积最大值的时间越短。The hydrothermal coupling problem of frozen soil has always been one of the main reasons for frost heave and thaw settlement, involving the migration of water in the soil, heat transfer, and phase change process. In permafrost and seasonal permafrost areas, due to environmental factors, permafrost roadbeds are prone to disasters such as uneven settlement, frost heave and thaw settlement, which are closely related to water migration, phase change, and temperature changes. In order to solve the problem of hydrothermal coupling in permafrost, this paper establishes a two-dimensional model of hydrothermal coupling using COMSOL Multiphysic software. The influence of temperature and pressure at the same time period under different head pressures, the influence on the total heat flux at the outflow boundary, the influence on the total liquid water volume, and the influence on the minimum temperature are studied. Three different head pressure working conditions are simulated. The results show that the temperature and pressure during the same time period change with the increase of head pressure;The total heat flux leaving the system at the outflow boundary also increases with the increase of head pressure;The larger the head gradient under different working conditions, the faster the melting rate of ice, and the shorter the time to reach the maximum total liquid water volume.

关键词：水热耦合 COMSOL Multiphysic 水头压力水分迁移

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富水断层破碎带对隧道围岩稳定性的影响

煤矿安全 2019年第8期50卷 148-153页

作者：杨青莹郑州升达经贸管理学院建筑工程学院

为研究富水断层破碎带对隧道围岩稳定性的影响,以吉莲高速公路永莲隧道工程为背景,对其穿越断层破碎带的一段区域进行变形破坏数值模拟研究,并在此基础上,分析了断层破碎带厚度、倾角以及水头压力对围岩变形的影响。研究结果表明:随着... 详细信息

为研究富水断层破碎带对隧道围岩稳定性的影响,以吉莲高速公路永莲隧道工程为背景,对其穿越断层破碎带的一段区域进行变形破坏数值模拟研究,并在此基础上,分析了断层破碎带厚度、倾角以及水头压力对围岩变形的影响。研究结果表明:随着隧道向前推进,掘进工作面岩体位移将在与破碎带间隔距离为9 m时开始呈'瀑布式'增长,而掘进工作面前方岩体松动圈则会在间隔距离6 m时与断层破碎带松动区相连,出现导水裂隙通道,引发突水灾害;隧道掘进工作面靠近破碎带时,其最大纵向位移与破碎带厚度关系不大,而与破碎带倾角和水头压力分别呈指数衰减和线性关系;隧道在破碎带内开挖产生的最大位移分别与破碎带厚度、倾角以及水头压力呈指数衰减、抛物线和线性关系。

关键词：富水断层破碎带围岩稳定性厚度倾角水头压力

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伊犁一矿砾石土三轴渗透试验研究

中国矿业 2010年第12期19卷 98-101页

作者：岳中文杨仁树孙中辉窦波洋韩朋飞中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室北京100083

为了探寻伊犁一矿砾石土级配、初始孔隙比和水头压力对渗透系数的影响,利用多功能静动三轴试验机室内试验方法,进行不同级配、初始孔隙比和水头压力的砾石土渗透试验研究。试验结果表明:①伊犁一矿砾石土渗透系数k和初始孔隙比的关系是... 详细信息

为了探寻伊犁一矿砾石土级配、初始孔隙比和水头压力对渗透系数的影响,利用多功能静动三轴试验机室内试验方法,进行不同级配、初始孔隙比和水头压力的砾石土渗透试验研究。试验结果表明:①伊犁一矿砾石土渗透系数k和初始孔隙比的关系是,渗透系数k随着初始孔隙比e0的增大而增大;②渗透系数k也随着水头压力的增大而增大,同时渗透系数和水头压力具有线性的关系;③在相同的水头压力下,渗透系数k随着围压σ3的增大而减小。研究结果,为伊犁一矿井筒渗流稳定分析提供更加合理的计算参数。

关键词：砾石土三轴试验孔隙比水头压力围压渗透系数

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双阳煤矿采煤二区报废后矿井水的处理

煤矿开采 2010年第3期15卷 30-32页

作者：李志坚黑龙江省龙煤集团股份有限公司双鸭山分子公司地质测量部黑龙江双鸭山155100

通过对双阳煤矿二采区报废后矿井水处理3种方案的分析和论证,重点调查和研究了一、二井的水文地质条件、井界煤柱留设及地质构造影响程度。确定了安全、经济的一井报废后矿井水排入二井的方案。

关键词：导水裂缝带断层破碎带井界煤柱涌水量水头压力

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水位变化下潜在不稳定坡渗流场及稳定性分析

人民黄河 2012年第10期34卷 129-130,133页

作者：谢道在张海平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

采用有限元软件GEO-Studio中的SEEP/W对某水库潜在不稳定坡渗流场进行模拟,计算库水位上升、骤降过程中,库岸边坡岩土体内地下水位的分布特征,以及库岸边坡岩土体内各点的水头和水头压力,并由此分析库岸边坡的稳定性。结果表明:Ⅳ号潜... 详细信息

采用有限元软件GEO-Studio中的SEEP/W对某水库潜在不稳定坡渗流场进行模拟,计算库水位上升、骤降过程中,库岸边坡岩土体内地下水位的分布特征,以及库岸边坡岩土体内各点的水头和水头压力,并由此分析库岸边坡的稳定性。结果表明:Ⅳ号潜在不稳定岸坡在库水位骤升、骤降情况下,出现欠稳定状态,若水位骤升、骤降速度过快,则可能会引起潜在不稳定岸坡失稳,分析结果与岸坡的实际情况基本吻合。

关键词：渗流场水位水头水头压力岩坡稳定性