盾构掘进速度对开挖面水头分布的影响 被引量：6

1

作者 高健 张义同 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期287-292,共6页

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... 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. 展开更多

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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均质非饱和土一维稳态流水头垂直分布的解析解

2

作者 程大伟 陈茜 +2 位作者 安鹏 郭鸿 郑睿 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期2951-2954,共4页

渗流场水头分布计算是进行渗流量和渗流水力坡降计算的基础,准确、有效地求取渗流场水头分布是渗流计算的关键环节。对均质非饱和土体一维稳态流的流动方程进行分析,考虑到渗透系数是与基质吸力相关的函数,通过数学变换,给出了稳定渗流... 渗流场水头分布计算是进行渗流量和渗流水力坡降计算的基础,准确、有效地求取渗流场水头分布是渗流计算的关键环节。对均质非饱和土体一维稳态流的流动方程进行分析,考虑到渗透系数是与基质吸力相关的函数,通过数学变换,给出了稳定渗流场的解析通式,并基于渗透性函数中的Gardner模型,给出了非饱和土一维稳态流水头垂直分布的解析解。该解析通式表明,均质非饱和土一维稳态流水头垂直分布主要受地表水头、深度和流动率3个因素控制。分别计算了一维稳态蒸发条件下粉土和黏土两种典型土类水头沿垂直方向的分布。计算结果表明:稳态蒸发条件下粉土层和黏土层内的水头分布表现出相似的变化规律,即自地表至地下水位处随着土层深度的增加,水头分布呈现出加速递减的趋势;在相同的蒸发条件下,对于相同深度处的黏土和粉土而言,黏土层内水头更高些;对同一种土类而言,在较大的蒸发状态下同一深度处土层内水头更高。反之,则较低。 展开更多

关键词 非饱和土 稳态流 水头分布 解析解

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土坝加高堆石坝工程防渗安全性分析

3

作者 岑威钧 郑小雨 +1 位作者 邓成发 曹艺凡 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第6期147-153,共7页

老旧水库大坝加高工程的整体防渗安全性需要重点关注。以某在建水库加高工程为研究对象,采用有限元法对土坝加高堆石坝开展三维渗流场计算,获得特征水位下加高后大坝的等水头线分布、渗流量、渗透坡降等渗流要素,并分析新建防渗系统的... 老旧水库大坝加高工程的整体防渗安全性需要重点关注。以某在建水库加高工程为研究对象,采用有限元法对土坝加高堆石坝开展三维渗流场计算,获得特征水位下加高后大坝的等水头线分布、渗流量、渗透坡降等渗流要素,并分析新建防渗系统的渗控效果;进一步针对周边缝止水局部失效、防渗墙局部开裂问题,分析不同失效宽度对大坝渗流特性的影响。计算表明:正常运行条件下,在新防渗系统的作用下,坝体内渗流自由面很低,大坝总渗流量为22.05 L/s;坝体、坝基及防渗系统均不会渗透破坏。当周边缝止水出现局部失效后,流经坝体的渗流量增加明显,与止水失效宽度近似成正比,且相应部位特殊垫层的渗透坡降显著增大,存在颗粒局部迁移调整的可能。当防渗墙底部出现局部开裂时,局部渗漏对大坝部分等水头线分布影响很小,但坝基河床部位渗流量显著增加,且与裂缝宽度呈较好的正相关性。计算成果为土坝加高堆石坝工程的安全建设和渗流稳定提供了理论依据。 展开更多

关键词 老坝加高工程 水头分布 渗流量 渗透坡降 止水失效 防渗安全性

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渗透各向异性土层中考虑挡墙厚度的基坑稳态渗流解析解 被引量：1

4

作者 余俊 李东凯 +2 位作者 和振 张志中 张鑫全 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期142-151,共10页

本文对考虑厚度挡墙支护下渗透各向异性土层中基坑的二维稳态渗流进行了解析研究。根据对称性取基坑半截面,将周围土层划分为5个规则区域,采用坐标变换将渗透各向异性土层转换成等效各向同性土层,对各区域利用叠加法和分离变量法推导得... 本文对考虑厚度挡墙支护下渗透各向异性土层中基坑的二维稳态渗流进行了解析研究。根据对称性取基坑半截面,将周围土层划分为5个规则区域,采用坐标变换将渗透各向异性土层转换成等效各向同性土层,对各区域利用叠加法和分离变量法推导得到二维稳态渗流场、挡墙上水压力以及坑底出逸比降的显式解析解。对比保角变换和积分变换方法,本文解渗流场计算结果连续且无奇异点,且基坑水头和挡墙两侧水压力分布情况与数值软件分析一致性较好,说明本文解析解的正确性和优越性。本文解与不同计算方法得到的挡墙水压力结果对比分析发现,挡墙厚度d、竖直与水平向渗透系数比α对挡墙上水压力的影响不可忽略。分析α、d对挡墙底部水压力及出逸比降的影响,随着α和d的增大,基坑外侧挡墙底部水压力增大,基坑内侧挡墙底部水压力减小;随着α和d的逐渐减小,坑底出逸比降不断增大;当α和d较小时,考虑一维渗流情况得到的出逸比降安全性较低,且随着α和d的减小与本文解析解差距越来越大。 展开更多

关键词 二维稳态渗流 渗透各向异性 显式解析解 考虑厚度的挡墙 总水头分布 出逸比降 水压力

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临江地下结构抗浮计算方法研究 被引量：15

5

作者 曹洪 朱东风 +1 位作者 骆冠勇 潘泓 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2973-2979,2988,共8页

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... 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。 展开更多

关键词 地下结构 二元地层 水头分布 浮力

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东昌路地铁车站降承压水引起地面沉降的研究 被引量：15

6

作者 璩继立 刘国彬 张建峰 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第5期93-99,共7页

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

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渗透各向异性土层中基坑二维稳定渗流半解析解 被引量：13

7

作者 黄大中 谢康和 应宏伟 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1802-1808,共7页

通过将基坑周围渗流场分为2个规则的区域,利用Fourier变换推导渗透各向异性土层中基坑二维稳定渗流的半解析解.根据与有限元软件PLAXIS计算结果的比较,验证了半解析解的正确性.基于半解析解,分析渗透各向异性、基坑宽度、挡墙距不透水... 通过将基坑周围渗流场分为2个规则的区域,利用Fourier变换推导渗透各向异性土层中基坑二维稳定渗流的半解析解.根据与有限元软件PLAXIS计算结果的比较,验证了半解析解的正确性.基于半解析解,分析渗透各向异性、基坑宽度、挡墙距不透水层顶面距离、基坑内侧水位对挡墙两侧总水头分布的影响以及出逸比降随上述参数的变化情况.分析结果表明:二维渗流下挡墙两侧总水头为曲线分布;随着水平与竖向渗透系数比α、内侧水深d2的增大和基坑半宽度b的减小,挡墙两侧的总水头逐渐增大.随着挡墙距不透水层顶面距离L的增大,挡墙外侧的总水头逐渐减小,挡墙内侧的总水头逐渐增大.随着α、L的增大,b、d2的减小,出逸比降不断增大,基于一维渗流的出逸比降的计算结果偏不安全. 展开更多

关键词 二维渗流 半解析解 渗透各向异性 总水头分布 出逸比降

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非均匀流与颗粒组成对管涌影响的试验研究 被引量：3

8

作者 王霜 陈建生 苌坡 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期24-31,共8页

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... 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。 展开更多

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 被引量：14

9

作者 岑威钧 陈司宁 +1 位作者 李邓军 龚道勇 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期413-418,共6页

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... 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。 展开更多

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

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东昌路地铁车站降承压水引起的地面沉降研究 被引量：1

10

作者 璩继立 刘国彬 张建峰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第S1期139-143,共5页

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的异常现象作出了客观的分析。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... 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的异常现象作出了客观的分析。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水头分布范围及其与地面沉降之间的一般规律。 展开更多

关键词 承压水 水头分布 地层沉降 端头井

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考虑挡墙厚度基坑稳态渗流场的解析解 被引量：2

11

作者 余俊 李东凯 +1 位作者 胡钟伟 郑靖凡 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1402-1411,共10页

对悬挂式考虑厚度挡墙支护下的各向同性土层中基坑的二维稳态渗流场进行了解析研究。根据对称性取基坑半截面,将周围土层划分为5个规则的区域,利用叠加法和分离变量法将5个区域内的水头分布表示为级数解的形式,结合区域间的连续条件得... 对悬挂式考虑厚度挡墙支护下的各向同性土层中基坑的二维稳态渗流场进行了解析研究。根据对称性取基坑半截面,将周围土层划分为5个规则的区域,利用叠加法和分离变量法将5个区域内的水头分布表示为级数解的形式,结合区域间的连续条件得出基坑周围渗流场的显式解析解。将本文解析解得到的水头计算结果和挡墙上水压力计算结果与有限元软件进行对比,结果吻合较好,验证了本文解析解的正确性。将一维渗流、二维渗流中流网法以及不考虑挡墙厚度情况下和考虑挡墙厚度情况下本文解析解计算得到的挡墙上的水压力与有限元解进行对比分析,发现考虑挡墙厚度情况下本文解析解的计算结果最为精确,指出了其他几种解法的误差。最后对基坑渗流场影响因素进行了参数分析,基坑内侧宽度、不透水层顶面至挡墙底部距离、坑内水位、挡墙厚度等因素对基坑水头分布有较大影响,随着挡墙厚度增大,最大水力梯度降到挡墙底部,基坑外侧渗流场远场水头增大,挡墙底部水头明显减小。 展开更多

关键词 二维稳态渗流 渗透各向同性 水压力 显式解析解 挡墙 总水头分布

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