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《河海大学》 2001年
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裂隙非饱和渗流试验研究及有地表入渗的裂隙岩体渗流数值分析

胡云进  
【摘要】: 本文就单裂隙非饱和水力参数的试验测定和数值模拟确定、单裂隙非饱和渗流的 机理、有地表入渗的裂隙岩体饱和非饱和渗流分析以及地表入渗对岩坡稳定性的影响 等方面展开了较为深入的研究,并将上述研究成果应用于实际大型工程问题的分析中。 本文主要内容如下: 1.从单一裂隙非饱和渗流研究和裂隙岩体非饱和渗流分析模型这两方面出发,系 统综述了裂隙岩体非饱和渗流的研究现状。介绍了地表入渗影响下的岩坡稳定性研究 概况。在分析现有研究成果不足的基础上,提出了一些待研究的问题。 2.借鉴前人的研究成果,基于动力法原理(即逐次建立水相和气相之间的稳定流 动状态),首次研制出了一套可同时测定单裂隙毛细压力~饱和度以及非饱和渗透系 数~毛细压力关系的实验装置。在该实验装置上进行了裂隙概化模型的试验,初步阐 明了单裂隙非饱和渗流的机理,并提出了一种用该实验装置来测定单裂隙非饱和水力 参数的物模试验法,使得通过试验来测定单裂隙非饱和水力参数成为可能。 3.在总结分析以往数值试验法优缺点的基础上,运用分形几何和蒙特卡洛模拟等 理论,提出了一种更合理的确定单裂隙非饱和水力参数的数值试验法,并研制出了相 应的模拟程序。由于该法在生成裂隙充水域时考虑了水和气的“圈闭”效应,故能模 拟出裂隙排水与吸水过程间客观存在的滞后现象,这是以往数值试验法所不能的。 4.针对裂隙较发育的岩体,把裂隙岩体等效为连续介质来处理,建立了有地表入 渗的裂隙岩体饱和非饱和渗流的数学模型。以Galerkin有限元法为模拟手段,研制了 相应的算法,并编制了考虑地表入渗的三维饱和非饱和渗流有限元计算程序。通过几 个算例分析表明上述模型和计算程序是合理可行的。 5.引入非饱和土的抗剪强度理论,运用刚体极限平衡法,研制出了地表入渗影响 下的岩坡稳定性验算程序。该程序考虑了非饱和带基质吸力对岩体抗剪强度的贡献以 及暂态附加水荷载的不利作用(若具备含水量与岩体强度指标之间的关系,还能考虑 水对岩体的软化作用),使计算结果更贴近实际。 6.将上述研究成果应用于小湾电站水垫塘区岸坡降雨入渗分析、溪洛渡电站水垫 塘区岸坡雾化雨入渗分析以及雾化雨入渗对溪洛渡电站水垫塘区岸坡稳定性的影响等 实际工程问题的研究。结果表明:地表入渗确会给边坡稳定带来不利的影响,并且本 文的模型和计算程序均是合理可行的。
【学位授予单位】:河海大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TV139.14

【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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6 张华;吴争光;张微微;;渗透性参数非线性对非饱和渗流数值模拟的影响[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
7 张程远;刘小燕;刘泉声;;尤卡山长期渗透性演化的非饱和渗流建模研究(英文)[A];第二届废物地下处置学术研讨会论文集[C];2008年
8 尹晓楠;张国新;;裂隙岩体宏观力学特性数值实验的流形元法[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年
9 刘晓丽;王恩志;王思敬;刘顺贵;;裂隙岩体渗透性研究[A];中国地质学会工程地质专业委员会2006年学术年会暨“城市地质环境与工程”学术研讨会论文集[C];2006年
10 马国彦;;裂隙岩体三向渗透系数在水利水电勘察设计中的应用[A];第四届全国工程地质大会论文选集(三)[C];1992年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 李志伟;“杰青”催化出来的优秀科学家[N];光明日报;2004年
2 陈兴旺安徽记者站 李远峰;天柱山启动摩崖石刻保护工程[N];中国旅游报;2008年
3 兰雁 陈永;黄河下游堤防淤筑关键技术获突破[N];黄河报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 胡云进;裂隙非饱和渗流试验研究及有地表入渗的裂隙岩体渗流数值分析[D];河海大学;2001年
2 张莉丽;裂隙岩体渗透典型单元体存在性[D];中国地质大学(北京);2011年
3 吴月秀;粗糙节理网络模拟及裂隙岩体水力耦合特性研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2010年
4 路威;裂隙岩体水流—传热模型试验与计算理论研究[D];北京交通大学;2012年
5 张占荣;裂隙岩体变形特性研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2010年
6 陈红江;裂隙岩体应力—损伤—渗流耦合理论、试验及工程应用研究[D];中南大学;2010年
7 郑春梅;基于DDA的裂隙岩体水力耦合研究[D];山东大学;2010年
8 贾官伟;固废堆场终场土质覆盖层中水分运移规律及调控方法研究[D];浙江大学;2010年
9 黄戡;裂隙岩体中隧道注浆加固理论研究及工程应用[D];中南大学;2011年
10 张电吉;裂隙岩质边坡渗流场与应力场耦合分析及工程应用[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王增欣;土石坝饱和—非饱和渗流的有限元分析及应用[D];大连理工大学;2010年
2 李康宏;降雨条件下裂隙岩体非饱和渗流数值分析[D];西安理工大学;2006年
3 孙敏;饱和—非饱和渗流影响因素及对土坡稳定性影响研究[D];河海大学;2005年
4 张绪涛;地表入渗影响下的边坡稳定性评价分析方法及其应用[D];山东大学;2006年
5 孙健;裂隙岩体热—水—力三场耦合米级尺度模型试验及数值模拟研究[D];北京交通大学;2012年
6 陈瑜;水—岩作用下裂隙岩体力学性质及应力场—渗流场耦合作用分析[D];中南大学;2010年
7 林岱;大丽公路双龙隧道开挖过程中裂隙岩体损伤分析与研究[D];昆明理工大学;2011年
8 宋文平;库岸边坡非饱和渗流与稳定性分析[D];成都理工大学;2011年
9 曹阿静;裂隙岩体渗流与应力耦合数值分析及其工程应用[D];武汉科技大学;2003年
10 徐前卫;裂隙岩体的破坏机理及其锚固效应研究[D];山东科技大学;2003年
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