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一种基于虚拟单元法的有自由面渗流问题的分析方法
本发明公开一种基于虚拟单元法的有自由面渗流问题的分析方法,包括:步骤一:采集可观测数据,以其为基本信息,建立有自由面的土石坝渗流模型;步骤二:对渗流区域进行区域离散化,生成固定网格;步骤三:计算单元渗透矩阵并集合为整体渗...
江巍吴怡欧阳晔王闯兰冰冰沈书拯张金涛
水库大坝渗流问题及防渗措施研究
2024年
在我国水利工程中,水库大坝是重要的组成部分,是保障水库安全运行的基础。水库大坝渗流问题是一个危及大坝安全的复杂而隐蔽的问题,处理不好将危及大坝工程和下游群众生命和财产安全。在对水库大坝进行除险加固时,需要重视异常渗流问题,根据具体情况选择防渗措施。对此,本文就水库大坝渗流问题及防渗措施进行研究,以便为相关专业人士提供参考。
梁滨
关键词:水库大坝
有自由面渗流问题的等效裂隙网络模型
2024年
为降低传统连续介质渗流模型的网格依赖性并提升数值计算稳定性,基于连续介质渗流模型,通过引入表征单元体将均匀多孔介质水平和竖直孔隙概化为正交裂隙网络,建立了有自由面渗流问题的等效裂隙网络模型。推导了等效裂隙网络模型的渗流速度、连续性方程及边界条件的等效形式,将二维渗流问题转化为一维等效裂隙网络渗流问题。结合连续型罚Heaviside函数,将湿区渗流流速扩展至整个研究区域,给出了等效裂隙网络渗流分析的有限元求解格式。通过与均质矩形坝和梯形坝其他数值解的对比分析,验证了等效裂隙网络模型的有效性。最后将该方法应用于土质斜心墙坝稳定渗流分析,计算结果很好地反映了黏土心墙防渗体与上下游坝壳堆石区的自由面分布规律,揭示了黏土心墙防渗体的阻水效应。
闯喜宏樊鑫成秦慧凯
关键词:自由面稳定渗流表征单元体
土石坝工程中渗流问题多软件融合计算方法及应用
2024年
渗流分析是土石坝设计、安全评价中的一项重要工作内容,目前国内外较成熟的专业软件如理正岩土软件渗流模块、AutoBank、GeoStudioSEEP/W模块、ANSYS软件等,侧重于渗流计算,对于多方案拟定、成果提取、报告编写及后期处理均需设计人员二次加工,导致整体工作效率不高。为解决该问题,笔者利用VBA语言结合API函数,将Excel、Word、AutoCAD和渗流软件进行融合,实现了土石坝渗流多方案自动分析计算、成果提取、报告编写于一体的功能,对土石坝多断面、多工况的渗流分析成果能够一键生成,降低了计算、制图与编写报告的门槛,实现了计算分析的标准化生产,极大地提高了效率和成果质量。
苗强孙旭良方业源吕超吴曼菲
关键词:VBA语言API函数渗流分析
非饱和成层土稳态渗流问题的解析计算
2024年
广泛存在的成层土非饱和稳态渗流的解析计算研究相对薄弱。基于达西渗流定律和土层界面的连续性条件,构建了描述非饱和成层土稳态渗流过程的数学模型。使用分离变量技术和数学归纳思想,获得了成层土同一剖面的基质吸力、有效饱和度与吸应力沿高程分布的解析表达式。基于COMSOL数值分析平台对解析算法进行了验证计算,从而实现了非饱和成层土稳态渗流过程的解析求解。而后,探讨了土层界面的存在对渗流过程的影响并开展了参数敏感度分析。分析表明:(1)相同入渗条件下相同高程处砂土的基质吸力最大,黏土最小;地表渗流速率的不同对粉土层有效饱和度分布影响最大,砂土最小。(2)黏土层中吸应力近乎线性增长,砂土的吸应力则沿高程先增大后减小;土层界面的存在会影响基质吸力沿高程的增长速率,可使有效饱和度和吸应力沿高程分布发生突变。(3)Gardner模型参数α值越小,相同高程处基质吸力值越大,饱和土渗透系数(ks值)越小,基质吸力增长速率越慢;α与k_(s)取值越小,有效饱和度降低速率越慢;α取值越小或ks取值越大,地表处的吸应力值越大。研究成果可为诸如边坡稳定等工程地质问题提供一定的理论支撑。
陈佩佩陈佩佩吴楠
关键词:基质吸力解析解
考虑洞间影响的三孔并行海底隧道渗流问题分析
2024年
海底隧道渗流场的分析是隧道建设的基本问题,它与隧道围岩稳定性、工程防排水设施的布置密切相关.考虑现有的工程实际,海底隧道常采用"主隧道+服务隧道"的三孔并行方式穿越海峡.以实际工程为背景,建立了不同覆岩厚度下三孔并行海底隧道渗流计算模型,从涌水量、孔隙水压力、渗流速度、注浆参数方面分析了隧道渗流特性.研究结果表明,隧道互相靠近时,渗流场相互影响,无论是采用现行规范中所给出的隧道涌水量计算公式,还是精确解析解公式来预测三孔并行海底隧道主隧道涌水量时均会产生较大误差,将会高估隧道涌水量,最大误差可以达到40%;三孔隧道之间互为"泄压孔",降低了主隧道周边孔隙水压力和渗流速度;注浆作为隧道堵水的关键措施,考虑注浆圈厚度的同时也应该注重注浆的密实性.
闫科宇李善伟李航达韩智铭
关键词:海底隧道涌水量孔隙水压力注浆参数
储气库高速往复注采的储层渗流问题
油气藏改建储气库后,储层渗流与开发过程产生巨大差异,一是储层流速大幅度增大,二是交互注采,地层内流体产生往复运动,同时引起地层压力产生增压和降压的交互变化。加之我国地质条件复杂,储层类型多,物性差,存在边底水、油环或凝析...
朱华银石磊武志德张敏
关键词:地下储气库非达西渗流应力敏感流体相态
地下水渗流问题的离散外微分方法
数值方法是地下水渗流问题的重要研究手段之一。目前,渗流问题的常见数值方法包括有限单元法和有限差分法,其中连续伽辽金有限单元法更是以灵活、易用的特点成为主流方法。但是,连续伽辽金有限元法基于连续性求解水头时,不具备局部质量...
张豪
关键词:地下水渗流特征
基于齐次化构建原理的非饱和土瞬态渗流问题解析解
2023年
非饱和渗流现象在地表广泛存在,其在诸多岩土工程实践方面具有重要价值。通过使用Gardner指数型土水特征曲线及渗透系数函数,对描述非饱和渗流的Richards方程和相应定解条件进行线性化及无量纲化。而后,基于齐次化构造原理对线性无量纲化的入渗控制方程等价分解,并采用分离变量技术进行解析计算,得到了无量纲渗透系数、渗流速率、体积含水量和基质吸力水头的解析表达式。选取典型土层作为研究对象,分析土层稳定渗流时地表入渗速率突增情形下的渗流演变规律。结果表明:湿润峰向土层深处的移动速度随时间逐渐减慢。粗粒土的饱和渗透系数对非饱和渗流由稳态发展到再次稳态有显著的影响。距离地表越近,渗流速度增大到稳态需要的时间越短;距离地表越远,其受地表边界作用发生响应的时间越晚。基质吸力水头和体积含水量的垂直方向上的分布仅取决于边界条件。
陈佩佩张兴博金铭齐吉琳
关键词:非饱和渗流RICHARDS方程解析解分离变量法
水库大坝渗流问题及防渗措施被引量:1
2023年
渗流一直以来是影响水库大坝安全的重要问题,主要影响因素包括地质条件差、坝基岩体不连续或是坝体填筑材料。目前主要的处理措施包括在基础下设置灌浆帷幕、在黏土芯接触面设置反滤层、坝体下游设置排水沟、坝址处设置防渗墙等。由于基础材料力学性能不同、水力压裂、不均匀沉降等问题,坝体易形成裂缝并进一步加剧渗流问题,形成渗流通道,故预防水库大坝渗流的关键点就在于排水。
郝雷庄作义
关键词:渗流水库大坝水力压裂排水

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