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降雨和库水位升降条件下考虑非饱和渗透系数空间变异的边坡可靠度分析 被引量:2
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作者 柳伟 徐长节 +1 位作者 胡世韬 朱怀龙 《土木与环境工程学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第3期61-72,共12页
降雨和水位升降对库岸边坡具有显著影响,传统确定性分析难以准确评估其稳定性。考虑降雨和水位升降联合作用下水力参数的空间变异性,进行非饱和土边坡可靠度分析具有重要意义。以赣江库区中的莒洲岛边坡为研究对象,以贝叶斯方法校准的... 降雨和水位升降对库岸边坡具有显著影响,传统确定性分析难以准确评估其稳定性。考虑降雨和水位升降联合作用下水力参数的空间变异性,进行非饱和土边坡可靠度分析具有重要意义。以赣江库区中的莒洲岛边坡为研究对象,以贝叶斯方法校准的多元水力参数的联合随机场为基础,建立非饱和土边坡的稳定性分析方法。根据有限的岩土力学室内试验数据,采用贝叶斯方法校准土水特征曲线的模型参数,并从VGM、VGB、VG和FX模型中选出最优模型;联合多元水力参数的随机统计特征,生成非饱和土边坡渗透系数的随机场空间分布;针对2021年5月赣江水位快速升降并伴随暴雨的工程背景,将上述方法应用于莒洲岛库岸边坡的稳定性分析。研究结果表明,暴雨与水位变化的联合作用对边坡安全系数的影响显著,确定性分析的边坡安全系数偏低,考虑非饱和渗透系数空间变异性后计算所得到的SWCC综合可靠指标不能满足规范要求,需采取额外的边坡工程加固措施以保证边坡的长期稳定性。 展开更多
关键词 库岸边坡 土水特征曲线 饱和渗透系数 贝叶斯方法 可靠度分析
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乔木根径、含量和分布类型对根土复合体饱和渗透系数的影响
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作者 胡兵立 苏立君 谢奇峻 《土木与环境工程学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第5期16-25,共10页
植物根系对土体的水力特性具有重要影响,但关于乔木根系对土体饱和渗透系数的定量研究缺乏。利用自制渗透实验箱,采用定水头实验方法,针对重塑根土复合体开展不同根径(1 mm≤d≤3mm、3 mm<d≤5 mm和5 mm<d≤8 mm)及含量(根体积含... 植物根系对土体的水力特性具有重要影响,但关于乔木根系对土体饱和渗透系数的定量研究缺乏。利用自制渗透实验箱,采用定水头实验方法,针对重塑根土复合体开展不同根径(1 mm≤d≤3mm、3 mm<d≤5 mm和5 mm<d≤8 mm)及含量(根体积含量0.4%~2.4%)和根的分布类型(水平和竖直)对其饱和渗透系数影响的定量研究。结果表明,相同根径条件下,根土复合体的饱和渗透系数与根体积含量呈线性正相关关系,但随着根径的增加,该线性关系斜率不断降低;根土复合体饱和渗透系数与根表面积含量也存在显著的线性正相关关系,方差分析表明,该线性关系不受根径的影响;确定了根的不同分布类型(水平和竖直)下根表面积含量与其饱和渗透系数之间的线性关系;此外,研究发现,根竖直向分布时的根土复合体饱和渗透系数随根表面积含量的变化率是水平分布的1.8倍左右。研究结果表明,根的存在可以显著提高土体的饱和渗透系数,且根土的表面接触是影响其水力特性的根本原因。 展开更多
关键词 根土复合体 饱和渗透系数 含根量 根分布类型
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降雨条件下考虑饱和渗透系数变异性的边坡可靠度分析 被引量:26
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作者 豆红强 韩同春 +2 位作者 龚晓南 李智宁 邱子义 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期1144-1152,共9页
土体饱和渗透系数表现为天然的变异性,为此基于Green-Ampt模型建立了考虑饱和渗透系数变异性的降雨入渗物理模型,并藉此模型确定了坡体湿润锋深度和含水率分布。然后结合无限长非饱和土边坡稳定模型得到解析形式的反映边坡稳定性的极限... 土体饱和渗透系数表现为天然的变异性,为此基于Green-Ampt模型建立了考虑饱和渗透系数变异性的降雨入渗物理模型,并藉此模型确定了坡体湿润锋深度和含水率分布。然后结合无限长非饱和土边坡稳定模型得到解析形式的反映边坡稳定性的极限状态函数。采用Monte Carlo法对饱和渗透系数进行随机抽样并最终建立降雨条件下考虑饱和渗透系数变异性的边坡概率分析框架。针对一假想边坡,探讨了饱和渗透系数的变异系数、降雨持时和降雨强度对边坡破坏概率以及破坏发生时间概率分布的影响,结果表明:在降雨初期,边坡的破坏概率随饱和渗透系数变异性的增强而逐渐增加,但随着降雨的持续,破坏概率开始随变异性的增强而显著降低;滑坡最可能发生时间的大小并不受饱和渗透系数变异性的影响,而是直接取决于降雨强度;滑坡最可能发生时间所对应的概率却随变异性的增强而逐渐减小。 展开更多
关键词 降雨入渗 边坡稳定 MONTE Carlo法 GREEN-AMPT模型 饱和渗透系数 变异系数
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压实黄土非饱和渗透系数试验研究 被引量:34
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作者 赵彦旭 张虎元 +1 位作者 吕擎峰 梁晓波 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1809-1812,共4页
压实黄土非饱和渗透特性具有重要的工程意义。对不同干密度的压实黄土试样,采用非饱和导水率测定系统进行非饱和渗透系数量测,得到不同干密度压实黄土的渗透系数与吸力的关系。试验结果表明:渗透系数随吸力的增大而成非线性减小,随干密... 压实黄土非饱和渗透特性具有重要的工程意义。对不同干密度的压实黄土试样,采用非饱和导水率测定系统进行非饱和渗透系数量测,得到不同干密度压实黄土的渗透系数与吸力的关系。试验结果表明:渗透系数随吸力的增大而成非线性减小,随干密度的减小而增大;在低吸力时,干密度对渗透系数的影响较大;在较高吸力时,干密度对渗透系数的影响较小。进一步给出了压实黄土的渗透系数模型并进行回归分析,得到各Wind幂函数模型参数与干密度的关系,建立了基于干密度的压实黄土渗透系数的确定方法。 展开更多
关键词 饱和渗透系数 吸力 压实黄土 干密度 Ku-pF非饱和导水率测定仪
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强降雨条件下考虑饱和渗透系数变异性的基岩型层状边坡可靠度分析 被引量:21
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作者 覃小华 刘东升 +3 位作者 宋强辉 吴越 张裕 叶泳 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1065-1073,共9页
边坡土体因其自身的不均匀性及试验监测的不准确性,饱和渗透系数表现出一定的变异性。为探索强降雨条件下基岩型层状边坡的稳定性及失稳破坏概率,以笔者前期对基岩型层状边坡降雨入渗及其稳定性模型的研究为基础,结合Monte Carlo法,建... 边坡土体因其自身的不均匀性及试验监测的不准确性,饱和渗透系数表现出一定的变异性。为探索强降雨条件下基岩型层状边坡的稳定性及失稳破坏概率,以笔者前期对基岩型层状边坡降雨入渗及其稳定性模型的研究为基础,结合Monte Carlo法,建立了考虑饱和渗透系数变异性的基岩型层状边坡稳定性可靠度计算模型,并基于MATLAB将这一计算过程程序化。最后,利用建立的基岩型层状边坡可靠度计算模型,得到了张家湾滑坡在不同饱和渗透系数变异系数及降雨强度下的失稳破坏概率,分析了饱和渗透系数变异系数及降雨强度对滑坡失稳破坏概率及安全系数均值的影响。计算结果表明在一定降雨条件下,当失稳破坏概率小于50%时,变异系数越大、滑坡发生失稳破坏的概率越大;当失稳破坏概率大于50%时,变异系数越小、滑坡发生失稳破坏的概率越大。 展开更多
关键词 强降雨 基岩型层状边坡 可靠度分析 饱和渗透系数 失稳概率
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基于土颗粒级配预测非饱和渗透系数函数的物理方法 被引量:6
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作者 张昭 程靖轩 +3 位作者 刘奉银 齐吉琳 柴军瑞 李会勇 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期549-560,共12页
针对非饱和渗透系数函数研究中引入未知经验参数会降低预测可靠度的问题,对土样颗粒级配曲线上划分的粒组分别构建形如立方体的天然土颗粒集合体与理想球体颗粒集合体。通过分析两者的几何特征和物理性质,提出计算土孔隙半径的理论表达... 针对非饱和渗透系数函数研究中引入未知经验参数会降低预测可靠度的问题,对土样颗粒级配曲线上划分的粒组分别构建形如立方体的天然土颗粒集合体与理想球体颗粒集合体。通过分析两者的几何特征和物理性质,提出计算土孔隙半径的理论表达式;将每个粒组对应的孔隙简化为理想圆柱形孔隙,基于天然土孔隙与理想孔隙内水分流量的相似关系,结合Hagen-Poiseuille公式,构建预测非饱和渗透系数函数的物理方法。依据非饱和土水力特性数据库UNSODA中8个典型土样的持水试验结果验证了孔隙半径表达式在表征土孔径分布时的合理性。结合该数据库及已有文献中26个土样的非饱和渗透试验结果对物理方法进行了验证,通过计算非饱和渗透系数预测值与其实测值之间的相关系数发现其在0.703~0.999范围内变化,并对土样非饱和渗透系数与体积含水率关系的形态和吻合度描述较好,为研究土的非饱和渗透特性提供了一种无需引入未知经验参数的新方法。 展开更多
关键词 饱和渗透系数函数 土颗粒级配 孔隙半径 流量相似性
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非平稳随机场下饱和渗透系数空间变异性的无限长边坡稳定概率分析 被引量:10
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作者 豆红强 王浩 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第8期105-113,128,共10页
土体饱和渗透系数表现为天然的空间强变异性,其均值通常沿土层深度方向呈递减趋势,但目前鲜有文献考虑这一特性。为此,以FLAC为平台,利用fish语言基于局部平均法建立了表征土体饱和渗透系数均值随深度递减的一维非平稳随机场模型,采用F... 土体饱和渗透系数表现为天然的空间强变异性,其均值通常沿土层深度方向呈递减趋势,但目前鲜有文献考虑这一特性。为此,以FLAC为平台,利用fish语言基于局部平均法建立了表征土体饱和渗透系数均值随深度递减的一维非平稳随机场模型,采用FLAC两相流模块模拟雨水的入渗过程,以蒙特卡罗法为框架,结合考虑正孔隙水压力的广义有效应力无限边坡稳定模型,探讨了饱和渗透系数空间变异性在不同降雨时刻下对边坡最危险滑裂面分布规律以及相应的边坡破坏概率的影响。结果表明:忽略饱和渗透系数的空间变异性的确定分析方法将不能真实反映边坡的安全性;随着降雨持时的增加,边坡最危险滑裂面发生在坡底基岩处的概率逐渐降低;随着饱和渗透系数竖向相关距离的增加,边坡最危险滑裂面发生在坡底的概率逐渐增加,而相应的边坡破坏概率却随竖向相关距离的增加而逐渐降低。 展开更多
关键词 无限长边坡 降雨入渗 饱和渗透系数 空间变异 最危险滑动面 局部平均法
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压实膨润土非饱和渗透系数的一种预测分析方法 被引量:2
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作者 李哲 司高华 +3 位作者 刘东旭 吴茂嘉 富宝锋 贾海红 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期261-263,共3页
用新疆柯尔碱膨润土制备不同干密度土样进行土水特征曲线实验和渗透实验,得到不同干密度土样的土水特征曲线,通过van Genuchten模型预测出相应的非饱和渗透系数,进而得到不同干密度土样非饱和渗透系数与含水率的关系。结果显示:非饱和... 用新疆柯尔碱膨润土制备不同干密度土样进行土水特征曲线实验和渗透实验,得到不同干密度土样的土水特征曲线,通过van Genuchten模型预测出相应的非饱和渗透系数,进而得到不同干密度土样非饱和渗透系数与含水率的关系。结果显示:非饱和渗透系数随着含水率的减小非线性的减小,随干密度的增大而减小。当含水率较高时,非饱和渗透系数随含水率的变化比较小;当含水率较小时,渗透系数随含水率的变化比较大。而干密度对渗透系数的影响伴随整个实验过程,当干密度较小时,随着干密度的增大,渗透系数受干密度影响较大。当干密度较大时,此时干密度的进一步增大对渗透系数的影响不大。 展开更多
关键词 土水特征曲线 饱和渗透系数 干密度 RETC VAN GENUCHTEN模型
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测定土壤饱和渗透系数的试验方法与结果优化 被引量:10
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作者 吕杰 陈植华 龚星 《安全与环境工程》 CAS 北大核心 2013年第5期144-148,162,共6页
土的渗透系数是一个极其重要的水文地质参数,它反映了土壤和岩层的透水性能,是地下水计算中一个不可缺少的指标,但土的渗透试验受诸多因素的影响,如土的物理性质、试验环境、试验场所、人为操作等。为了较为客观、准确地获取包气带浅层... 土的渗透系数是一个极其重要的水文地质参数,它反映了土壤和岩层的透水性能,是地下水计算中一个不可缺少的指标,但土的渗透试验受诸多因素的影响,如土的物理性质、试验环境、试验场所、人为操作等。为了较为客观、准确地获取包气带浅层土壤饱和渗透系数,本文概述了Guelph渗透仪法野外渗透试验和室内变水头渗透试验测定土壤饱和渗透系数的原理与方法,并通过统计学中的置信区间对试验数据进行了优化处理。结果表明:野外试验测得的土壤饱和渗透系数较室内试验大,但误差在一个数量级内;室内试验测得的土壤饱和渗透系数与《工程地质手册》(第三版)给出的土壤饱和渗透系数参考值接近;Guelph渗透仪用于野外测定土壤饱和渗透系数的可靠性较高。 展开更多
关键词 土壤 饱和渗透系数 Guelph渗透仪法 室内渗透试验 置信区间 可靠性
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饱和渗透系数空间变异性对边坡稳定性的影响 被引量:2
10
作者 陈朝晖 黄景华 +1 位作者 秦文涛 杨春林 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期59-69,共11页
研究了降雨雨型、雨强和持时对边坡孔隙水压力分布的影响以及降雨入渗条件下饱和渗透系数的空间变异性对孔隙水压力、含水率、抗剪强度参数、局部安全系数等参数空间分布的影响。研究结果表明,降雨特性对边坡孔隙水压力的影响较大;受渗... 研究了降雨雨型、雨强和持时对边坡孔隙水压力分布的影响以及降雨入渗条件下饱和渗透系数的空间变异性对孔隙水压力、含水率、抗剪强度参数、局部安全系数等参数空间分布的影响。研究结果表明,降雨特性对边坡孔隙水压力的影响较大;受渗流主方向影响,降雨条件下饱和渗透系数的水平波动尺度对孔隙水压力及含水率的变异性影响小于竖向波动尺度,降雨致滑坡的临界滑面基本与坡面平行且深度较浅;随着饱和渗透系数水平波动尺度的增加,滑坡深度随之增大,从总体上坡体上部局部安全系数随饱和渗透系数竖向波动尺度的增加而减小。 展开更多
关键词 饱和渗透系数 空间变异性 孔隙水压力 降雨入渗 局部安全系数
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基于土水特征曲线预测城市固体废弃物(MSW)非饱和渗透系数研究 被引量:7
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作者 刘晓东 施建勇 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期855-862,共8页
基于对人工配制的城市固体废弃物(MSW)的土水特征试验,研究了不同有机含量、不同孔隙比下MSW的非饱和渗透系数,得到了MSW非饱和渗透系数随有机含量和孔隙比变化的定量关系式。研究结果表明在双对数坐标系下,MSW的气相和液相非饱和渗透... 基于对人工配制的城市固体废弃物(MSW)的土水特征试验,研究了不同有机含量、不同孔隙比下MSW的非饱和渗透系数,得到了MSW非饱和渗透系数随有机含量和孔隙比变化的定量关系式。研究结果表明在双对数坐标系下,MSW的气相和液相非饱和渗透系数和吸力几乎为线性关系;对于相同的吸力作用,孔隙比越大,其液相和气相非饱和渗透系数也越大;总体上液相非饱和渗透系数的变化范围为10-11~10-5 cm/s,气相非饱和渗透系数的变化范围为10-5~10-2 cm/s。与有机含量的变化相比,孔隙比的变化对MSW非饱和渗透特性的影响较为明显。公式验证表明,利用该方法预测已知成分和孔隙比的MSW的非饱和渗透系数是可行的。 展开更多
关键词 城市固体废弃物 土水特征曲线 饱和渗透系数
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准饱和多孔介质中地下水驱替速率、圈闭气体饱和度和准饱和渗透系数的关系 被引量:2
12
作者 程东会 李慧 +4 位作者 王军 李爽 黄梦楠 马成龙 饶泽 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期256-262,共7页
圈闭有不连续、非流动和非混溶气体的含水层,被称为准饱和含水层。圈闭气体的存在会降低含水层的渗透性能,但准饱和渗透系数、圈闭气体饱和度和驱替速率之间的关系还没有完全被理解。本文通过室内砂性介质的驱替试验开展了圈闭气体饱和... 圈闭有不连续、非流动和非混溶气体的含水层,被称为准饱和含水层。圈闭气体的存在会降低含水层的渗透性能,但准饱和渗透系数、圈闭气体饱和度和驱替速率之间的关系还没有完全被理解。本文通过室内砂性介质的驱替试验开展了圈闭气体饱和度、准饱和渗透系数和驱替速率三者相互关系的研究。研究表明,虽然总体上圈闭气体饱和度随驱替速率的增大而减小,但是在高驱替速率和低驱替速率分别出现了圈闭气体饱和度不随驱替速率变化的等值区间,该“台阶”型曲线可以采用与van Genuchten曲线类似的数学模型来表征,而砂性介质的准饱和渗透系数与圈闭气体饱和度之间呈简单的线性负相关关系。这两个经验模型说明可以用驱替速率定量估算准饱和渗透系数,该关系为利用驱替速率估算准饱和渗透系数提供了理论依据。上述准饱和水力学性质为深入理解准饱和地下水水流提供了依据。另外,驱替速率与圈闭气体饱和度的关系还表明,实验室测量完全饱和渗透系数时,应以大于初始毛细上升速率的速率进行饱和,以避免介质中的空气被水圈闭。 展开更多
关键词 圈闭气体饱和 饱和渗透系数 驱替速率 饱和含水层 砂性介质
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考虑饱和渗透系数的宽级配土渗流侵蚀过程室内试验研究 被引量:3
13
作者 明华军 陈西 +2 位作者 卢晓春 田旭灿 魏康旭 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2023年第7期183-192,共10页
【目的】宽级配土是堤防的主要填料,其在水力梯度作用下会发生内部侵蚀直至管涌破坏。渗流侵蚀过程会改变土体性质,进而影响饱和渗透系数。依据饱和渗透系数演变规律,探究土体渗流侵蚀过程,有助于工程安全性评价与渗透破坏预测防治。【... 【目的】宽级配土是堤防的主要填料,其在水力梯度作用下会发生内部侵蚀直至管涌破坏。渗流侵蚀过程会改变土体性质,进而影响饱和渗透系数。依据饱和渗透系数演变规律,探究土体渗流侵蚀过程,有助于工程安全性评价与渗透破坏预测防治。【方法】采用自制渗流侵蚀试验仪,通过逐级升高渗透水压力,开展土体侵蚀过程试验,测量饱和渗透系数和细颗粒流失量,探究级配与干密度对渗流侵蚀过程的影响。【结果】结果显示:依据饱和渗透系数演变规律,渗流侵蚀过程可分为侵蚀前期阶段、侵蚀发展阶段和侵蚀破坏阶段,从而定义了渗蚀发展临界水力梯度和渗蚀破坏临界水力梯度;宽级配土的渗蚀发展临界水力梯度与渗蚀破坏临界水力梯度均随级配参数D 15/d 85增加而减小;当细颗粒含量处于欠填状态时,渗蚀发展临界水力梯度随细颗粒含量增加而减小,渗蚀破坏临界水力梯度随细颗粒含量增加近似线性增大;当细颗粒含量处于满填状态时,两种临界水力梯度与累积细颗粒流失率均随着干密度增加而增大。【结论】可见,由于渗透侵蚀造成的饱和渗透系数变化显著地受土体级配与密实状态的影响。 展开更多
关键词 宽级配土 饱和渗透系数 渗流侵蚀 细颗粒含量 级配参数 临界水力梯度
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饱和渗透系数变异性对边坡破坏概率的影响 被引量:5
14
作者 魏红卫 赵凡 《华南理工大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2021年第8期95-102,共8页
土体在长期的地质作用下,饱和渗透系数表现出天然的空间强变异性。为探究饱和渗透系数变异性对边坡破坏概率的影响。对Green-Ampt模型进行改进,确定了湿润峰深度、边坡安全系数与降雨历时的关系式,利用蒙特卡罗法建立了饱和渗透系数变... 土体在长期的地质作用下,饱和渗透系数表现出天然的空间强变异性。为探究饱和渗透系数变异性对边坡破坏概率的影响。对Green-Ampt模型进行改进,确定了湿润峰深度、边坡安全系数与降雨历时的关系式,利用蒙特卡罗法建立了饱和渗透系数变异性分析框架,探讨了不同降雨强度作用下,饱和渗透系数变异性对边坡破坏概率的影响。结果表明:在降雨初期,饱和渗透系数变异系数越小,边坡表现出的失稳破坏概率越小;随着降雨历时增加,边坡破坏概率逐渐升高,且随着饱和渗透变异系数增大,边坡破坏概率反而越小。在临界降雨区间内,边坡破坏概率会骤然上升,且临界降雨区间随着降雨强度的增大而变得集中。 展开更多
关键词 改进的Green-Ampt模型 饱和渗透系数变异性 饱和渗流分析 边坡破坏概率
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库水升降条件下考虑饱和渗透系数空间变异性的白水河滑坡渗流变形分析 被引量:21
15
作者 薛阳 吴益平 +3 位作者 苗发盛 李麟玮 廖康 张龙飞 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1709-1720,共12页
堆积层滑坡的岩土体渗透系数具有一定的不确定性,且渗透系数是饱和-非饱和渗流分析的重要参数,开展考虑其空间变异性的库岸堆积层滑坡渗流变形分析具有重要意义。以三峡库区中的白水河滑坡为研究对象,基于地面核磁共振技术获取的岩土体... 堆积层滑坡的岩土体渗透系数具有一定的不确定性,且渗透系数是饱和-非饱和渗流分析的重要参数,开展考虑其空间变异性的库岸堆积层滑坡渗流变形分析具有重要意义。以三峡库区中的白水河滑坡为研究对象,基于地面核磁共振技术获取的岩土体渗透系数,分析滑坡体渗透系数的空间变异特征,采用半变异函数方法求得滑坡体渗透系数的竖直波动范围,在此基础上建立渗透系数的非平稳随机场模型。以非侵入式随机有限元的方式开展库水升降两种工况下不确定模型与确定模型的流固耦合模拟,分析两种模型的渗流场、位移变形特征及其差异。结果表明:相比于确定模型,不确定模型孔压改变的滞后性更为明显,且库水下降工况下整体的变形更大,若忽略滑体渗透系数的非平稳空间变异特征将会低估滑坡的实际变形。 展开更多
关键词 空间变异性 饱和渗透系数 库水升降 饱和流固耦合 非侵入式随机有限元法
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黄土水分场光纤原位监测及非饱和渗透系数估算 被引量:7
16
作者 吴冰 朱鸿鹄 +3 位作者 曹鼎峰 王家琛 倪钰菲 施斌 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第5期691-699,共9页
土壤含水率和渗透系数的原位测定是研究黄土高原地区各类地质灾害机理的重点和难点。应用基于AHFO的含水率测量方法,对降雨条件下黄土地基的水分场动态分布进行原位监测;以含水率监测结果和土水特征曲线为基础改进传统瞬态剖面法,估算... 土壤含水率和渗透系数的原位测定是研究黄土高原地区各类地质灾害机理的重点和难点。应用基于AHFO的含水率测量方法,对降雨条件下黄土地基的水分场动态分布进行原位监测;以含水率监测结果和土水特征曲线为基础改进传统瞬态剖面法,估算蒸发条件下黄土的非饱和渗透系数。结果表明:①土壤中的水分运移受重力、吸力梯度和大气蒸发力的综合控制;降雨后黄土中的水分循环主要发生在浅层,降雨量较大时,土壤剖面呈现出干湿交替的现象;降雨量较小时,水分入渗到一定深度即向上部运移排泄;②改进的瞬态剖面法可以避免含水率分布函数和吸力未知所带来的计算误差,实现蒸发作用下黄土的非饱和渗透系数估算;③非饱和渗透系数计算值与平均含水率成正相关关系,但离散性较大,其误差主要来源于土壤性质的空间变异性和蒸发作用的滞后性;④该研究成果为降雨入渗模型的建立提供了精确的含水率和渗透系数,可广泛应用于黄土高原地区的原位试验研究。 展开更多
关键词 黄土 降雨入渗 水分再分布 主动加热光纤法 饱和渗透系数
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基于原位双环、试坑浸水试验和数值模拟反演的Q3黄土饱和渗透系数对比研究 被引量:2
17
作者 蒋小虎 黄跃廷 +5 位作者 胡海军 陈铄 陈锐 王崇华 汪慧 康顺祥 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期2941-2951,共11页
为准确获取原状Q_(3)黄土的竖向和水平饱和渗透系数,进行了原位、室内试验测试以及数值模拟反演,并应用大型试坑浸水试验检验了所获饱和渗透系数的可靠性。进行了不同内径尺寸的原位双环入渗试验,获取了竖向饱和渗透系数,并应用室内试... 为准确获取原状Q_(3)黄土的竖向和水平饱和渗透系数,进行了原位、室内试验测试以及数值模拟反演,并应用大型试坑浸水试验检验了所获饱和渗透系数的可靠性。进行了不同内径尺寸的原位双环入渗试验,获取了竖向饱和渗透系数,并应用室内试验测试了竖向和水平饱和渗透系数以及持水曲线;应用COMSOL软件对双环入渗试验进行数值模拟,检验了所测饱和渗透系数的可靠性,利用正交试验获得了最优的竖向和水平饱和渗透系数取值,并利用反演结果对试坑进行数值模拟,将其水分入渗情况与实测值对比。研究结果表明:在现场进行双环入渗试验时选取较大内径的双环获得的竖向饱和渗透系数更为合理。针对双环入渗试验,数值模拟反演所得最优饱和渗透系数在竖向上接近于原位试验所得竖向饱和渗透系数、水平向上接近室内所测水平向饱和渗透系数,竖向饱和渗透系数比水平向饱和渗透系数更加显著地影响水分入渗过程。通过对大型试坑水分入渗情况的验证,检验了反演所得最优饱和渗透系数的可靠性。 展开更多
关键词 黄土 饱和渗透系数 浸水试验 双环入渗试验 数值模拟 水分入渗
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考虑非饱和渗透系数随机场统计特征的库岸老滑坡稳定性分析 被引量:13
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作者 王长虹 杜昊东 +2 位作者 柳伟 宗振邦 胡世韬 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期327-335,F0003,共10页
库岸边坡如果在历史上发生过滑坡灾害,计算所得的安全系数将略高于临界状态值1.0,仅以安全系数评价库岸老滑坡的稳定性,将导致预测结果与边坡稳定状态不相符合。提出以土水特征曲线和非饱和渗透系数为核心的水力参数联合随机(场)统计特... 库岸边坡如果在历史上发生过滑坡灾害,计算所得的安全系数将略高于临界状态值1.0,仅以安全系数评价库岸老滑坡的稳定性,将导致预测结果与边坡稳定状态不相符合。提出以土水特征曲线和非饱和渗透系数为核心的水力参数联合随机(场)统计特征为基础,建立库岸边坡稳定性的可靠度分析方法。首先根据有限的室内土水特征关系试验数据,采用贝叶斯理论校准土水特征曲线VGM、VGB、VG和FX模型参数的随机统计特征,并得到模型备选组合的概率。其次根据饱和渗透系数的随机场统计特征,联合土水特征曲线的随机统计特征,生成库岸边坡非饱和渗透系数的随机场空间分布。最后分析仅考虑土水特征曲线随机统计特征的库岸边坡稳定性失效概率,以及综合考虑非饱和渗透系数随机场统计特征的可靠指标。针对三峡库区石榴树包老滑坡在2020年强降雨和长江水位快速升降的工程背景,开展考虑渗流作用的非饱和土边坡稳定性可靠度分析。研究结果表明,虽然边坡稳定性的安全系数较低,但是可靠指标满足规范不小于2.70的要求,无需采取额外的边坡工程加固措施,建议继续开展边坡的长期健康监测。 展开更多
关键词 库岸老滑坡 土水特征曲线 饱和渗透系数 贝叶斯方法 可靠度分析
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马兰黄土渗气率与饱和渗透系数的关系研究 被引量:9
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作者 刘锦阳 李喜安 +1 位作者 简涛 郭泽泽 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期154-162,共9页
利用改进的ZC-2015型渗气仪和TST-55型渗透仪进行马兰黄土渗气和饱和渗透试验,确定稳定渗气率对应的稳定渗径,进而探讨渗气率ka和饱和渗透系数Kw的关系。研究结果表明:ka不仅能描述非饱和土孔隙和结构特征,也能用于预测Kw。气体渗气率... 利用改进的ZC-2015型渗气仪和TST-55型渗透仪进行马兰黄土渗气和饱和渗透试验,确定稳定渗气率对应的稳定渗径,进而探讨渗气率ka和饱和渗透系数Kw的关系。研究结果表明:ka不仅能描述非饱和土孔隙和结构特征,也能用于预测Kw。气体渗气率随着渗径的增大而减小,最终趋于稳定,原状和重塑黄土的稳定渗径均约8 cm。ka和Kw间呈明显的双对数线性关系,不同深度的原状风干黄土和不同粒组的重塑土的lgka和lg Kw间的相关性都比较明显,但原状风干黄土和重塑土之间的拟合公式有很大差异。另外,黏粒含量较高时,重塑土拟合直线的斜率β和截距α明显增大。不同含水率下,重塑土拟合公式有很大的差异,当含水率较大时,随着干密度的增大,ka的变化程度比Kw大,拟合直线的斜率β和截距α都有明显的减小。 展开更多
关键词 渗气率 稳定渗径 饱和渗透系数 双对数线性关系 马兰黄土 黏粒含量
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基于野外Guelph入渗法与室内变水头达西法的土壤饱和渗透系数变化规律 被引量:6
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作者 赵建芳 汪丙国 +1 位作者 廖嘉琦 潘惠 《地质科技情报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期235-242,共8页
为揭示土壤饱和渗透系数的变化规律,在江汉平原杨林尾-陆溪口地区分别采用Guelph入渗仪和改进的TST-55型土壤渗透仪开展了土壤饱和渗透系数实验。结果表明:采用Guelph入渗法在粉砂质黏壤土中测得冲积物饱和渗透系数相对较大,数量级在10^... 为揭示土壤饱和渗透系数的变化规律,在江汉平原杨林尾-陆溪口地区分别采用Guelph入渗仪和改进的TST-55型土壤渗透仪开展了土壤饱和渗透系数实验。结果表明:采用Guelph入渗法在粉砂质黏壤土中测得冲积物饱和渗透系数相对较大,数量级在10^(-2)~10^(-1)之间,最高达到7.50×10^(-1) m/d,最小为1.40×10^(-2) m/d;湖积物饱和渗透系数在1.86×10^(-3)~4.99×10^(-2) m/d之间;而残积物的为6.05×10^(-3) m/d,相对较小;同为粉砂壤土,相同水位埋深条件下甘蔗地和小麦地(同为耕地)的土壤饱和渗透系数明显比林地的大,这与土壤翻耕及根系、虫孔发育等有关;在相同水位埋深条件下,粉砂壤土的土壤饱和渗透系数普遍比粉砂质黏壤土的大,主要是因为粉砂质黏壤土比粉砂壤土的黏粒比重大、孔隙比相对较小的缘故。室内变水头达西法和Guelph入渗法测得的土壤饱和渗透系数分别介于5.43×10^(-5)~2.10×10^(-3) m/d和1.57×10^(-3)~7.50×10^(-1) m/d之间。室内变水头达西法所测结果明显偏小,主要原因包括:①Guelph入渗法进行现场原位测试时,土壤有效直径相对于室内变水头达西法使用的环刀直径要大得多;②室内变水头达西法所用土样为单一岩性,而Guelph入渗法为原位土层,常常具有双层或多层结构;③Guelph入渗试验期间恰逢雨季,地下水位埋深小,当支持毛细水带接近地表时,Guelph入渗试验将受支持毛细水的影响,从而使Guelph入渗法所测得的结果产生误差。 展开更多
关键词 江汉平原 土壤饱和渗透系数 室内变水头达西法 Guelph入渗法
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