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天然输水河道潜水层土体渗透系数随机分布特性
1
作者 兰雁 王辉 +3 位作者 赵寿刚 张一博 孙瑞东 范嘉懿 《人民黄河》 北大核心 2025年第2期150-155,共6页
清水河天然河道两侧潜水层结构属冲洪积地层,具有明显的沉积韵律,河道及调蓄水库存在不同程度渗漏,直接影响输水流量和地下水补给量。引入随机理论探究河道典型潜水层土层渗透系数的分布规律,并利用渗透系数密度分布函数得到土层组合渗... 清水河天然河道两侧潜水层结构属冲洪积地层,具有明显的沉积韵律,河道及调蓄水库存在不同程度渗漏,直接影响输水流量和地下水补给量。引入随机理论探究河道典型潜水层土层渗透系数的分布规律,并利用渗透系数密度分布函数得到土层组合渗透系数,对比分析了不同渗透系数组合下河道渗流量的变化,结果表明:输水河道潜水层土体黏粒含量与渗透系数相关性显著;粉质黏土、重粉质壤土渗透系数呈指数分布,壤土、砂壤土渗透系数呈t分布;基于各土层渗透系数分布函数,选取3种渗透系数组合计算的河道单侧年渗流量变幅较大,土层渗透系数随机性对渗流量影响十分显著。 展开更多
关键词 天然输水河道 水量损失 潜水层 渗透系数 随机理论
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基于自适应差分混合蝴蝶粒子优化算法的渗透系数反演
2
作者 杨曌 董东林 +1 位作者 陈宇祺 王蓉 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第4期134-144,共11页
准确获取渗透系数等含水层水文参数是矿井水害防治的前提,但传统配线法、图解法等反演方法在计算速度、结果精度等方面表现略差。为提升含水层参数反演计算的可靠性,此次研究针对水文地质参数本身特性,设计了一种新的渗透系数反演模型,... 准确获取渗透系数等含水层水文参数是矿井水害防治的前提,但传统配线法、图解法等反演方法在计算速度、结果精度等方面表现略差。为提升含水层参数反演计算的可靠性,此次研究针对水文地质参数本身特性,设计了一种新的渗透系数反演模型,即自适应差分混合蝴蝶粒子算法(adaptive differential hybrid butterfly particle algorithm,ADHBPA)。模型采用拉丁超立方采样策略、双曲余弦自适应函数、差分变异策略以及逐维变异策略进行算法优化,克服了水文地质参数反演过程中的空间异质性和时间动态性等问题,提高全局搜索与局部搜索间的平衡能力。以板集矿区24?口钻孔抽水试验数据为例开展验证,结果显示,ADHBPA模型计算降深与观测降深拟合最大误差为0.93?m,平均误差率仅0.15%,其余算法平均误差率均在30%~50%,表明多策略协同优化显著增强了算法跳出局部最优的能力,实现了有限数据前提下对含水层渗透系数的快速高精度反演。该算法为矿井水害风险评价与防治水方案制定提供了高效可靠的技术支撑。 展开更多
关键词 渗透系数 裘布依公式 拉丁超立方采样 差分变异策略 双曲余弦函数 混合优化策略
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土石坝高喷桩防渗墙抗压强度与渗透系数相关性及分布模型研究
3
作者 何金文 张诗瑶 +1 位作者 胡世燃 潘春玲 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第1期193-200,共8页
防渗墙的抗压强度与渗透系数之间的相关性及其分布模型是影响土石坝防渗墙强度及大坝渗透可靠性的关键因素。收集了9座土石坝高喷桩防渗墙检测数据,采用AIC准则识别抗压强度与渗透系数的最优边缘分布类型与构造相关联合分布模型的最优Co... 防渗墙的抗压强度与渗透系数之间的相关性及其分布模型是影响土石坝防渗墙强度及大坝渗透可靠性的关键因素。收集了9座土石坝高喷桩防渗墙检测数据,采用AIC准则识别抗压强度与渗透系数的最优边缘分布类型与构造相关联合分布模型的最优Copula函数,Bootstrap方法模拟识别结果的统计不确定性。结果表明:抗压强度和渗透系数之间存在显著负相关性、主要服从威布尔分布,构造两参数相关非正态联合分布的最优Copula函数为Frank Copula,识别结果差异主要来源于防渗墙施工质量导致的频率分布差异。研究结果可为土石坝高喷桩防渗墙强度可靠度与坝体/坝基渗透稳定可靠度分析提供简单、有效的分布模型。 展开更多
关键词 土石坝 高喷桩防渗墙 联合分布模型 抗压强度 渗透系数 COPULA
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堤坝水泥土桩防渗墙渗透系数的概率分布类型研究
4
作者 何金文 张诗瑶 +1 位作者 潘春玲 胡世燃 《三峡大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期36-42,共7页
在堤坝渗流破坏的风险评价和可靠度分析中,确定渗透系数的概率分布类型非常必要.基于15座堤防和土石坝水泥土桩防渗墙渗透系数的检测数据,根据K-S检验判别可通过的概率分布类型、误差平方和最小识别最优概率分布类型、Bootstrap方法模拟... 在堤坝渗流破坏的风险评价和可靠度分析中,确定渗透系数的概率分布类型非常必要.基于15座堤防和土石坝水泥土桩防渗墙渗透系数的检测数据,根据K-S检验判别可通过的概率分布类型、误差平方和最小识别最优概率分布类型、Bootstrap方法模拟K-S检验及最优概率分布类型识别结果的统计不确定性.结果显示:2座水库根据K-S检验最大偏差最小与根据误差平方和最小确定的水泥土桩渗透系数最优概率分布类型不一致;15个工程中威布尔分布被识别为水泥土桩渗透系数最优概率分布类型的有14个,对数正态最优仅1个;水泥土桩渗透系数的概率分布类型取对数正态与威布尔分布的累积分布函数差值随变异系数的增大而增大,变异系数为0.75时最大差值达0.088.当备选概型为截尾正态、对数正态、截尾极值Ⅰ型和威布尔分布时,堤坝水泥土桩防渗墙渗透系数的优势最优概型为威布尔分布.研究结果可为堤坝水泥土桩防渗工程的渗流破坏可靠度计算提供概率分布类型. 展开更多
关键词 堤防 土石坝 水泥土桩 渗透系数 概率分布类型 统计不确定性
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基于钻孔成像和孔内流速流向试验的裂隙介质渗透系数计算方法
5
作者 卢婷 王萍 +2 位作者 王涛 罗朝晖 钱晨宇 《地质科技通报》 北大核心 2025年第3期334-343,共10页
水文地质参数的获取在工程中具有重要意义。钻孔成像试验和流速流向试验是近年来新兴起的求取渗透系数的方法,都可以对单裂隙渗透系数进行计算,具有试验周期短、设备数量少的特点。但钻孔成像试验所得的理想条件下的渗透系数并不能代表... 水文地质参数的获取在工程中具有重要意义。钻孔成像试验和流速流向试验是近年来新兴起的求取渗透系数的方法,都可以对单裂隙渗透系数进行计算,具有试验周期短、设备数量少的特点。但钻孔成像试验所得的理想条件下的渗透系数并不能代表实际情况,流速流向试验只能对单裂隙进行测量,难以实现钻孔整体渗透系数计算。为了找到钻孔成像和流速流向试验在计算单裂隙渗透系数之间的关系,并提出一个更为方便的计算渗透系数的新方法。以利川煤矿区钻孔ZW2为例,通过地下水流速流向试验、钻孔成像试验求得等效渗透系数并与抽水试验对比。结果表明:钻孔成像试验和流速流向试验求得的等效渗透系数与抽水试验计算渗透系数结果基本一致,误差分别为40%和9%;钻孔成像试验结果和流速流向试验结果的对比表明,两者具有线性相关性,回归方程为Y=-0.23+0.82X;通过两者之间的线性关系对钻孔成像试验所得渗透系数进行修正,得到了一个更为方便和精确的计算渗透系数的新方法。该方法较为可靠,可直接计算单裂隙、区域裂隙、整个钻孔等不同尺度裂隙渗透系数,具有试验周期短、工作量少和成本较低、适用范围广等优点。 展开更多
关键词 钻孔成像 流速流向 抽水试验 渗透系数 裂隙介质
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基于DBO-GRNN神经网络的冰水堆积物渗透系数预测
6
作者 彭俊皓 魏玉峰 +2 位作者 李常虎 王群 李征征 《人民长江》 北大核心 2025年第2期167-174,共8页
冰水堆积物具有粒径范围宽、颗粒组成不均匀的特点,此类颗粒级配特征会较大程度上影响其渗透特性,从而影响水利水电工程的安全运行。以易贡藏布流域夏曲水电站冰水堆积物为研究对象,设计开展20组室内常水头渗透试验,建立了考虑级配面积... 冰水堆积物具有粒径范围宽、颗粒组成不均匀的特点,此类颗粒级配特征会较大程度上影响其渗透特性,从而影响水利水电工程的安全运行。以易贡藏布流域夏曲水电站冰水堆积物为研究对象,设计开展20组室内常水头渗透试验,建立了考虑级配面积的渗透系数计算经验公式;在此基础上,以试验数据为样本建立蜣螂算法(DBO)优化的GRNN神经网络,以特征粒径d 10~d 100、级配面积S为输入变量,预测冰水堆积物的渗透系数;并开展4组现场单环渗透试验验证DBO-GRNN模型精度。结果显示:该模型的渗透系数预测值与试验值能较好地吻合,误差在5%以内,而经验公式预测值、传统BP神经网络预测值与试验值的误差最大分别为61.29%和37.50%,表明DBO-GRNN神经网络可以较为准确地获取冰水堆积物的渗透系数。 展开更多
关键词 冰水堆积物 渗透系数 颗粒级配 DBO-GRNN神经网络 渗透试验 夏曲水电站
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基于SOBOL-OEGO-GRNN模型的土石坝渗透系数反演方法与应用
7
作者 倪勇 沈振中 +3 位作者 张延贺 孙一清 李永超 冯亚新 《水电能源科学》 北大核心 2025年第6期138-142,共5页
针对实际工程中各筑坝材料渗透系数难以准确测定的问题,提出了一种基于SOBOL-OEGO-GRNN组合代理模型的土石坝渗流场渗透系数反演方法。引入新型高效元启发式算法鳗鱼-石斑鱼算法(EGO),利用SOBOL抽样优化种群分布,对原始算法中部分系数... 针对实际工程中各筑坝材料渗透系数难以准确测定的问题,提出了一种基于SOBOL-OEGO-GRNN组合代理模型的土石坝渗流场渗透系数反演方法。引入新型高效元启发式算法鳗鱼-石斑鱼算法(EGO),利用SOBOL抽样优化种群分布,对原始算法中部分系数取值公式用二次函数进行改进,采用三角形随机游走策略形成改进后鳗鱼-石斑鱼优化算法(OEGO)。通过CEC测试函数集验证了改进效果,同时与常见算法性能进行了比较。结果表明,采用的3种改进策略能有效提升算法性能并优于几种常见算法。在某面板堆石坝工程的应用中,根据最终反演的渗透系数,正算得到测点水头理论值,相比实际水头值,相对误差最大不超过1.52%,且坝体渗流场整体位势分布合理,表明反演结果合理可靠。该模型为反演土石坝渗流场材料渗透系数提供了参考。 展开更多
关键词 渗透系数 反分析 鳗鱼-石斑鱼优化算法 广义回归神经网络
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镍污染场地抽出-处理数值模拟及渗透系数对修复效果影响
8
作者 南瑞川 柏晓鹏 +1 位作者 张婷婷 闫晓惠 《大连理工大学学报》 CAS 北大核心 2025年第1期97-104,共8页
为研究污染场地渗透系数对抽出-处理效果的影响,以某镍(Ni)污染场地为例,构建了二维均质非稳定地下水流模型,并基于该模型进行考虑溶质对流、弥散、吸附的抽出-处理模拟,研究了不同含水介质及抽水流量对修复效果的影响.结果表明:水动力... 为研究污染场地渗透系数对抽出-处理效果的影响,以某镍(Ni)污染场地为例,构建了二维均质非稳定地下水流模型,并基于该模型进行考虑溶质对流、弥散、吸附的抽出-处理模拟,研究了不同含水介质及抽水流量对修复效果的影响.结果表明:水动力模型模拟结果与场地实测地下水水位基本吻合,均方根误差为0.006 m,模型可以较好地刻画场地地下水流场.通过对比3处抽水井位置下Ni的修复效果,认为3个方案中抽水井位于污染羽中心的方案最佳.在相同抽水流量下,渗透系数越大,地下水监测站点GW1处Ni浓度越高,GW2处Ni浓度越低,但污染羽面积也越大.当含水层为黄土或粉砂时,若抽水流量为40 m^(3)/d,GW1和GW2两处Ni浓度无法降低至0.1 mg/L,若抽水流量为80 m^(3)/d或120 m^(3)/d,则GW1和GW2两处在3 a内Ni浓度可以降低至0.1 mg/L.当含水层为细砂时,GW1处Ni浓度在3种抽水流量场景下均无法降低至0.1 mg/L,而GW2处Ni浓度在3 a内均能满足地下水Ⅳ类水质标准.相同水文地质条件下,抽水流量越大,达到地下水Ⅳ类水质标准的时间越短,但抽水总量越大.研究结果可为污染场地地下水抽出-处理实施的可行性提供一定的科学依据. 展开更多
关键词 抽出-处理 渗透系数 数值模拟 修复效果
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基于细粒含量和孔隙比的砂砾石渗透系数估算方法
9
作者 谷思宇 宋彦辉 冯满 《水电能源科学》 北大核心 2025年第2期84-87,共4页
砂砾石的渗透系数与土中矿物成分、颗粒级配、颗粒形状、干密度、孔隙比、温度、渗透液性质等有关,基于相关工程中已有数据,通过回归分析得出细粒含量与渗透系数相关性很好,两者呈非线性幂函数关系,相关系数0.9053,细粒含量和孔隙比双... 砂砾石的渗透系数与土中矿物成分、颗粒级配、颗粒形状、干密度、孔隙比、温度、渗透液性质等有关,基于相关工程中已有数据,通过回归分析得出细粒含量与渗透系数相关性很好,两者呈非线性幂函数关系,相关系数0.9053,细粒含量和孔隙比双因素与渗透系数呈光滑的圆弧面,相关系数0.7525。对青海茨哈峡水电站坝体料源区的砂砾石进行室内渗透性试验,验证了所建公式较好地适用于不同孔隙比和不同级配的砂砾石,可供类似工程借鉴。 展开更多
关键词 砂砾石 细粒含量 孔隙比 渗透系数 经验公式
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基于多源数据同化的非均质河床含水层渗透系数场识别
10
作者 高航 江思珉 +1 位作者 夏学敏 栗现文 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第2期242-254,共13页
为了联合水头与温度数据反演河床含水层渗透系数场,采用水热耦合数值模型COMSOL Multiphysics和数据同化方法(迭代局部更新集合平滑器,ILUES)构建了非均质河床含水层渗透系数场识别的求解框架,并利用Karhunen-Loève展开技术实现渗... 为了联合水头与温度数据反演河床含水层渗透系数场,采用水热耦合数值模型COMSOL Multiphysics和数据同化方法(迭代局部更新集合平滑器,ILUES)构建了非均质河床含水层渗透系数场识别的求解框架,并利用Karhunen-Loève展开技术实现渗透系数场的参数降维,最后通过同化稀疏稳态水头和温度数据实现河床含水层渗透系数场的反演。结果表明:①对于不同类型的观测数据,ILUES算法能精确识别渗透系数场,且联合水头与温度数据反演的渗透系数场精度最高、不确定性最低,相比仅采用水头数据反演的精度提升了40.11%;②对于仅用部分深度温度数据场景,温度数据仅表征含水层小范围内的非均质性,且在观测数据量相近的情形下,反演结果的RMSE(均方根误差)和AES(平均集合离散度)相差不大;③河床表面水位变化将会改变上、下边界的水力梯度,较大的水力梯度反演得到的河床含水层渗透系数场精度较高。 展开更多
关键词 河床含水层 渗透系数场 数据同化方法 温度 地下水逆问题
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基于神经网络的面板堆石坝渗透系数反演与渗流计算
11
作者 贾万波 徐景田 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第4期138-145,共8页
面板堆石坝渗流安全监控指标主要为坝基渗流量,通常以设计阶段计算结果作为安全阈值,但受施工和蓄水等因素的影响,导致筑坝材料渗透系数发生改变,渗流监控指标将不准确。为此,以龙背湾面板堆石坝工程为研究对象,选取钢筋混凝土面板、垫... 面板堆石坝渗流安全监控指标主要为坝基渗流量,通常以设计阶段计算结果作为安全阈值,但受施工和蓄水等因素的影响,导致筑坝材料渗透系数发生改变,渗流监控指标将不准确。为此,以龙背湾面板堆石坝工程为研究对象,选取钢筋混凝土面板、垫层料、过渡料、上游主堆石、下游次堆石、反滤过渡料6种主要介质,每种介质选取7个渗透系数水平,采用正交试验进行各参数组合,同时基于反向传播(back propagation,BP)神经网络,利用龙背湾水库水位、渗流量等实测数据,反演出面板堆石坝各填筑材料分区的最优渗透系数;建立了龙背湾面板堆石坝三维有限元渗流模型,并利用反演参数计算了大坝在不同工况下的渗流量,以获取坝基渗流量。结果表明,坝基渗流量误差在2.2%~4.1%之间,渗流量预测精度较高,证明所选用的参数反演方法及渗流计算方法科学合理,计算结果可作为坝基渗流量的安全监控指标。 展开更多
关键词 面板堆石坝 渗透系数反演 渗流计算 正交试验 反向传播(BP)神经网络 有限元模型
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滦河口河岸砂质潜水含水层渗透系数尺度效应分析研究
12
作者 杨轶群 李燊琰 +3 位作者 戴君一 高迪 周诗雨 王礼春 《地学前缘》 北大核心 2025年第3期425-435,共11页
渗透系数(K)是表征地下水流动和含水层特征的关键水文地质参数,但在不同尺度上河岸带潜水含水层渗透系数的差异性分析尚缺乏系统性研究。本研究以滦河口河岸带松散砂质潜水含水层为研究对象,结合变水头室内渗流实验、野外微水试验以及... 渗透系数(K)是表征地下水流动和含水层特征的关键水文地质参数,但在不同尺度上河岸带潜水含水层渗透系数的差异性分析尚缺乏系统性研究。本研究以滦河口河岸带松散砂质潜水含水层为研究对象,结合变水头室内渗流实验、野外微水试验以及解析解反演三种方法,从室内土柱尺度(小尺度)、野外钻孔尺度(中尺度)和场地尺度(大尺度)系统分析了含水层的渗透系数特征。研究结果表明,随着研究尺度的增大,渗透系数逐渐升高,三种尺度下的渗透系数的中值分别为0.71 m/d、12.31 m/d和191 m/d。在小尺度下,渗透系数反映了含水层局部异质性特征;随着尺度的增大,形成了更多的优先流路径,渗透系数显著增大;而在场地尺度上,渗透系数表现为含水层整体等效后的结果。由于不同尺度下渗透系数存在显著差异,在研究河岸带地表水-地下水交换通量、海水入侵等潜水含水层中地下水运动过程时,需要谨慎选择与研究目标和工程需求相匹配尺度的渗透系数。本研究为滦河口地区潜水含水层的开发利用提供基础数据支持,同时可为其他区域含水层渗透系数的尺度转换提供借鉴。 展开更多
关键词 渗透系数 尺度效应 砂质潜水含水层
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全吸力范围内高填方渠堤土持水特性及渗透系数预测研究
13
作者 于怀昌 王卓然 +2 位作者 张建豪 陈芳 刘达 《华北水利水电大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期142-151,共10页
土体的持水特性能够反映土体的强度、渗透和变形,而土体的渗透系数是影响高填方渠堤的重要因素之一。以南水北调中线工程某高填方渠堤土体为研究对象,通过开展持水特性试验,获得了全吸力范围内膨胀土、改性土和渠基土的土-水特征曲线,... 土体的持水特性能够反映土体的强度、渗透和变形,而土体的渗透系数是影响高填方渠堤的重要因素之一。以南水北调中线工程某高填方渠堤土体为研究对象,通过开展持水特性试验,获得了全吸力范围内膨胀土、改性土和渠基土的土-水特征曲线,并基于VG模型和FX模型对全吸力范围内这3种土体的渗透系数进行预测。结果表明:①在全吸力范围内,3种土体的含水率、饱和度和孔隙比均随吸力的增大而减小;在含水率-吸力曲线中,脱湿曲线与吸湿曲线在吸力小于200 MPa时存在明显的滞回现象。②受膨胀土的胀缩性与干湿路径影响,膨胀土和渠基土的孔隙比与吸力的脱湿曲线均低于吸湿曲线,改性土由于水泥的改性效果,其孔隙比与吸力的脱湿曲线与吸湿曲线几乎重合。③采用VG模型和FX模型拟合出3种土的土-水特征曲线,拟合度均大于0.95,并结合统计传导率模型对3种土的渗透系数进行了预测,改性土土体渗透性在全吸力范围内显著大于膨胀土和渠基土的渗透性。 展开更多
关键词 高填方渠堤土 持水特性 VG模型 FX模型 渗透系数
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基于柯森卡门公式和粒径的饱和土体渗透系数预测
14
作者 刘金阳 许成波 +1 位作者 徐用之 任兴伟 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第2期143-150,177,共9页
渗透系数是土体最重要的水力参数之一,如何快速、准确地估测渗透系数是岩土力学界的重要课题。粒径是土体最容易获取的基本物理指标参数,其通过影响土体内部孔隙结构间接影响土体渗透特性。为了利用粒径来预测饱和土体渗透系数,根据目... 渗透系数是土体最重要的水力参数之一,如何快速、准确地估测渗透系数是岩土力学界的重要课题。粒径是土体最容易获取的基本物理指标参数,其通过影响土体内部孔隙结构间接影响土体渗透特性。为了利用粒径来预测饱和土体渗透系数,根据目前适用范围最广泛的柯森卡门(Kozeny-Carman)公式,分别考虑了土体自然颗粒堆积较为松散和致密2种状态,利用等效圆球颗粒半径替代2种状态中较难获取的比表面积、孔隙比等参数来改进柯森卡门公式。结果表明:改进后的公式可以预测饱和土体不同粒径下渗透系数的界限,通过取2种临界状态孔隙比的均值,建立了更便捷的饱和土体渗透系数预测模型;通过数值模拟、渗透试验等方法验证了该模型在预测等效颗粒半径大于5×10^(-5) mm的饱和土体渗透系数时准确性较高。 展开更多
关键词 饱和土 渗透系数 柯森卡门公式 等效颗粒半径
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基于NMR的非饱和土相对渗透系数快速预测新方法 被引量：3
15
作者 陶高梁 彭寅杰 +4 位作者 陈银 肖衡林 罗晨晨 钟楚珩 雷达 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期470-479,共10页
非饱和土的渗透系数作为研究非饱和土中水分运移的重要参数,直接测量方法原理简明但试样尺寸较大,耗时较长;土-水特征曲线(SWCC)间接预测方法由于需要获取土-水特征曲线,同样较为耗时,工作量较大。为此,结合核磁共振(NMR)理论与渗流理... 非饱和土的渗透系数作为研究非饱和土中水分运移的重要参数,直接测量方法原理简明但试样尺寸较大,耗时较长;土-水特征曲线(SWCC)间接预测方法由于需要获取土-水特征曲线,同样较为耗时,工作量较大。为此,结合核磁共振(NMR)理论与渗流理论提出了不同孔径孔隙通道渗透系数与弛豫时间的关系,通过对不同大小孔隙通道渗透系数进行累加,提出了基于核磁共振的饱和/非饱和土渗透系数预测模型和快速预测方法。为验证模型的合理性,以湖南黏土为研究对象,进行了不同初始孔隙比试样脱湿、吸湿过程以及饱和状态下的95次核磁共振试验,获取相应的NMR曲线,采用瞬时剖面法获取不同初始孔隙比试样非饱和相对渗透系数,并与该模型预测值对比。研究发现:利用脱湿、吸湿过程不同含水率下NMR曲线以及饱和状态的NMR曲线均具有较好的预测效果,但基于饱和状态下试样的NMR曲线预测效果相对最好,测量成本和耗时也最小,因此建议采用饱和状态试样NMR曲线直接预测非饱和相对渗透系数。 展开更多
关键词 核磁共振 饱和/非饱和渗透系数 孔隙通道 弛豫时间
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基于RF-GWO的水利工程地质渗透系数智能反演分析 被引量：4
16
作者 雷艳 温立峰 +1 位作者 赵明仓 殷乔刚 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期139-148,共10页
地质渗透系数是准确分析水利工程渗流的关键参数。针对传统反演方法计算效率低、精度差的问题,采用有限元正演模型和正交试验设计构建渗透系数反演样本集,建立了基于随机森林(RF)算法的渗流计算代理模型;在此基础上,引入灰狼优化(GWO)算... 地质渗透系数是准确分析水利工程渗流的关键参数。针对传统反演方法计算效率低、精度差的问题,采用有限元正演模型和正交试验设计构建渗透系数反演样本集,建立了基于随机森林(RF)算法的渗流计算代理模型;在此基础上,引入灰狼优化(GWO)算法,提出了基于RF-GWO的渗透系数智能反演方法,并以Z抽水蓄能电站为研究案例进行了验证。结果表明:RF模型对各钻孔水位预测结果均接近实测值,性能优于CART和BP模型;GWO可搜寻到地质最佳渗透系数,钻孔水位反演结果合理,相对误差最大为0.42%,精度满足工程要求,计算的天然渗流场分布形态也符合一般山体渗流场分布规律。建立的反演模型能够快速准确地推断工程区地层渗透系数,具有实际工程应用价值。 展开更多
关键词 地质渗透系数 反演分析 正交试验设计 随机森林 灰狼优化
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考虑循环荷载下颗粒破碎的宕渣路基渗透系数预测 被引量：1
17
作者 张玲 陈昀灏 +1 位作者 徐林荣 彭文哲 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2969-2979,共11页
本文旨在揭示循环荷载作用下中-强风化泥岩宕渣破碎行为与渗透特性的内在机理。利用PFC 6.03D进行循环三轴数值模拟,借助内置Fish语言监测不同循环加载次数下宕渣试样级配、破碎率、孔隙率的动态演化规律。通过对不同加载次数下的土体... 本文旨在揭示循环荷载作用下中-强风化泥岩宕渣破碎行为与渗透特性的内在机理。利用PFC 6.03D进行循环三轴数值模拟,借助内置Fish语言监测不同循环加载次数下宕渣试样级配、破碎率、孔隙率的动态演化规律。通过对不同加载次数下的土体级配曲线形态的分析,给出一种能描述土类多种连续级配形态的负指数型级配表达式,并讨论了其普适性。以级配方程为枢纽,构建了综合考虑颗粒组构、孔隙特征影响的渗流路径的迂曲度模型。同时,以迂曲度为修正系数,对斯托克斯孔隙流渗透系数公式进行修正。由此实现了考虑循环荷载作用下颗粒破碎的中-强风化泥岩宕渣路基渗透系数预测。研究结果表明:位点深度加深,修正潜在破碎势Bp*明显降低,而修正相对破碎势Br*与位点深度并无明显关联,Br*变化趋势可分为迅速增长、缓慢增长、收敛3个阶段;孔隙率变化呈现类似规律。所提出的负指数级配方程对4种典型级配(凹形、S形、类直线形、凸形)均具有良好适用性。修正迂曲度略大于仅考虑单一颗粒形态的迂曲度,复杂的颗粒形态使得流域内流线更加曲折,引起整体迂曲度增大。渗透系数k敛随Br*增长呈抛物线状衰减,且位点越浅,k衰减愈明显;存在临界加载振次使各位点k值收敛。本研究可为中-强风化泥岩宕渣路基服役状态评估提供新思路。 展开更多
关键词 循环荷载 宕渣路基 颗粒破碎 迂曲度 渗透系数
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电渗透系数试验装置研制及其影响因素 被引量：1
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作者 刘忠玉 岑勋云 +1 位作者 罗文培 汪良强 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1537-1542,共6页
为深入探讨饱和土的电渗透系数及其影响因素,自制了一种简单便捷的电渗透系数试验装置。该装置可以保证在电渗试验过程中试样含水率和孔隙比相对稳定,并排除由于试样两端水头差引起水力渗流的影响。利用该试验装置对5种不同孔隙比的饱... 为深入探讨饱和土的电渗透系数及其影响因素,自制了一种简单便捷的电渗透系数试验装置。该装置可以保证在电渗试验过程中试样含水率和孔隙比相对稳定,并排除由于试样两端水头差引起水力渗流的影响。利用该试验装置对5种不同孔隙比的饱和重塑黏性土试样进行电渗试验,结果表明,在低电压和小孔隙比条件下排水量与时间成正比。在此基础上,探讨了电势梯度及孔隙比对电渗透系数的影响规律。试验结果表明,电渗透系数随着电势梯度或孔隙比的增大而增大,且与电势梯度和孔隙比均近似呈线性关系。其中,孔隙比对电渗透系数的影响较大。 展开更多
关键词 电渗透系数 试验装置 电势梯度 孔隙比 渗流
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准饱和细砂在圈闭气体溶解过程中渗透系数的变化
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作者 程东会 兰盈伯 +6 位作者 袁靖 项琳 杨晓婷 乔晓英 邓林 王梓林 王庆 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1-7,共7页
准饱和含水层的渗透系数会随着圈闭气体饱和度的增大而变小,但受限于试验操作和测量精度,通过传统驱替试验很难获得大量连续的圈闭气体饱和度数据,因此限制了小圈闭气体饱和度及其对应的准饱和渗透系数之间关系的准确刻画。研究设计了... 准饱和含水层的渗透系数会随着圈闭气体饱和度的增大而变小,但受限于试验操作和测量精度,通过传统驱替试验很难获得大量连续的圈闭气体饱和度数据,因此限制了小圈闭气体饱和度及其对应的准饱和渗透系数之间关系的准确刻画。研究设计了一个以氧气代替天然圈闭过程中空气的准饱和细砂圈闭气体溶解试验,通过精确测量溶解过程中水中可溶性氧和相应的渗透系数得到了大量连续的圈闭气体饱和度及其准饱和渗透系数的数据。试验结果表明,在小于5%圈闭气体饱和度的区间,圈闭气体进入到无效孔隙中,因此不影响渗透系数的大小;圈闭气体饱和度在5%~6%时会形成孔喉阻塞效应,对渗透系数的影响加剧。在此基础上,构建了预测准饱和渗透系数的van Genuchten模型。与传统Faybishenko幂律模型相比,新构建的模型很好地表征了小圈闭气体饱和度对渗透系数影响不大的特征;在其他圈闭气体饱和度时,新模型与传统模型的预测性能相当。新构建的准饱和渗透系数模型为深入研究准饱和水流和溶质运移奠定了基础。 展开更多
关键词 准饱和细砂介质 圈闭气体饱和度 渗透系数 van Genuchten模型 Faybishenko幂律模型
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考虑渗透系数空间变异性的堤防工程渗流分析
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作者 庞锐 徐明洋 +1 位作者 柴伊豪 周扬 《水电能源科学》 北大核心 2024年第7期207-210,共4页
水力参数的空间变异性对堤防的渗流状态有明显影响,对其进行量化分析可为堤防的安全运行提供保障。为此,基于随机场理论建立了非侵入式随机渗流分析框架,研究了复杂堤防在不同随机场参数下堤防内水力坡降、渗流量等渗流控制指标的变化... 水力参数的空间变异性对堤防的渗流状态有明显影响,对其进行量化分析可为堤防的安全运行提供保障。为此,基于随机场理论建立了非侵入式随机渗流分析框架,研究了复杂堤防在不同随机场参数下堤防内水力坡降、渗流量等渗流控制指标的变化规律。结果表明,变异系数每增大0.2,堤防内粘土的水力坡降最大值增加20.4%,中砂则增加60.5%,水力参数空间变异性的影响不可忽视。此外,同时考虑堤防内所有材料的随机渗流特性与仅考虑粘土随机渗流特性相比,粘土内最大水力坡降和流量存在较小波动,这意味着粘土作为主要防渗材料,其渗流安全主要受自身材料属性的影响。 展开更多
关键词 堤防 渗透系数 渗流指标 空间变异性 非侵入式随机渗流
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