摘要:

系统综述了前人研究煤与瓦斯突出的物理试验方法及理论成果,得出突出物理模拟试验分为瓦斯压力破膜突出模拟试验、人工缓慢干扰突出模拟试验、点火爆炸气压突增模拟试验、瞬间卸压突出模拟试验、间接突出试验5种方案;渗流试验由单一影响因素向多影响因素综合分析,并得到各因素影响渗流变化量的规律.认为目前该类试验研究为静态-突出模拟而非动态-突出模拟;没有研究机械振动作用下含瓦斯煤体渗流特性;没有研究突出前后瓦斯渗流规律;未系统分析煤体力学性质、瓦斯解吸吸附、渗流、煤体变形特征与突出破坏特性间的关系,以及机械振动对煤体强度、瓦斯解吸吸附、渗流、突出的影响.

摘要:

为探索稻田田间水量平衡要素之间关系及其影响因素,通过在鄱阳湖流域赣抚平原灌区选取典型田块,结合江西省灌溉试验中心站系列灌溉试验资料,开展了稻田田埂渗流试验和田间水量平衡试验.田埂渗流试验表明,田埂侧向渗流速度为3.97 mm/d,侧向渗流占稻田蒸渗量49.2％,这一部分水将在下田块或下游区域得以重复利用;上框和双套环水位呈直线下降趋势,在田面低水层情况下(田面覆水30 mm),田面覆水深度对田间渗漏影响较小,田间渗漏(垂直入渗和侧向渗流)保持一个相对平稳状态.田间水量平衡试验表明,典型地块的灌水量和排水量明显小于有底测坑;在一季稻全生育期内,典型田块的侧向渗流在当地稻田渗漏量中占相当大比例,占全生育期耗水量的10.9％.

摘要:

针对中国在建和拟建的300 m级高堆石坝心墙黏土(尤其是接触黏土)在大剪切变形、高水头作用下渗透安全性评价的重大需求,采用新研发的土体环剪渗透试验装置对某高堆石坝心墙黏土进行了系列竖向压缩一环向剪切—径向渗流试验,测定了不同压实密度的黏土剪切带在不同竖向压力下导水系数随剪切位移的变化过程,揭示了压实黏土在大剪切变形过程中渗透特性的演化规律、内在机理及影响因素.在高竖向压力下,剪切带在剪切过程中被压缩得更密实,其导水系数在剪切过程中并不增大,剪切带在经历大剪切变形后仍具有良好的抵抗渗流的能力.在低竖向压力下,剪切带内土体破碎、错动、形成空隙,从而导致其导水系数急剧增大.对于所用的黏土,压实过程导致的前期固结压力可以粗略作为判别产生剪切渗漏带的门槛应力值.超固结的压实黏土易产生剪切渗漏带的试验发现,比目前传统的水力劈裂假设可以更好地解释和判别坝体中集中渗漏发生的条件及部位.

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k-n关系是岩土工程流固耦合分析计算中的一个关键表达式,常规的室内渗透试验由于没有考虑到渗流过程中的流固耦合效应,因而得到的k-n关系与实际情况有偏差.为得到更精确的k-n关系,采用自主研发的SRS-1型渗流和蠕变耦合试验仪开展了各种不同固结压力下的三轴流固耦合试验,获得了渗流过程中土样孔隙率随时间的变化曲线,拟合得到了考虑流固耦合与不考虑流固耦合的k-n表达式,并对考虑流固耦合、不考虑流固耦合及Kozeny-Caman经验公式给出的3种k-n表达式进行了对比分析.将3种表达式分别用于考虑流固耦合效应的一维饱和地基固结的数值模拟,将计算结果与非流固耦合方法计算结果进行比较.结果表明:渗流过程中土的孔隙率是动态变化的,为得到更精确的k-n关系,应考虑渗流过程中的流固耦合效应;工程中的土体固结问题实际是一个流固耦合问题,不能按非流固耦合方法计算,否则产生的误差非常大;当前流固耦合数值模拟中被广泛使用的Kozeny-Caman经验公式不能很好地反映黏土k-n的关系,在数值计算中造成的误差非常大,因此不建议使用;为了提高数值模拟结果的准确性,建议采用考虑流固耦合效应的k-n表达式.

摘要:

针对地表径流通过透水沥青路面渗透后水质会产生变化的问题,设计了透水路面材料渗透装置,选取了能够表征路面地表径流水质的16项代表性指标,试验分析了透水沥青混合料、级配碎石和天然砂等3种多孔路面材料和厚度对地表径流污水的净化效能与机理.试验结果表明:多孔路面材料和厚度对地表径流中污染物的去除效果影响显著;天然砂对地表径流中TP,COD,Zn,BOD,PP和Cr6+等污染物的去除效果良好,增加砂垫层厚度能够提升上述污染物的去除效率;级配碎石对地表径流中Pb,NH4-N,AVO,COD和BOD等污染物具有良好去除效果;多孔沥青混合料对地表径流中NH4-N,Pb和TP的过滤净化效果相对较好.

摘要:

为准确判断高瓦斯低透气性煤层瓦斯采动卸压抽采的有效区域,进一步提高瓦斯抽采效果,采用渗流试验和理论分析的方法,研究了煤层采动过程中煤体渗透率随应力的变化规律.结果表明:在受采动影响不同阶段,含瓦斯煤体渗透率随应力变化呈现明显的阶段差异性.在煤体弹性变形阶段,煤体渗透率随应力的增加逐步降低;在煤体达到屈服点至煤体破坏阶段,随着应力的升高,煤体发生塑性变形,煤体内产生采动裂隙,渗透率开始缓慢提升;在煤体破坏后,煤体处于卸压状态,煤体渗透率随着应力的降低大幅提升.最后,通过现场本煤层瓦斯抽采效果分析验证了采动煤体渗流特性试验结果的正确性.

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水位降落时产生的非稳定渗流场对坝坡的渗流和稳定影响较大.通过砂槽模型室内试验模拟了粉砂、细砂、黏土等多种材质的边坡在水位降落过程中的非稳定渗流物理过程,分析了水位降落过程中上游边坡的渗流场特点,比较了不同边坡材料、渗透特性、坡比和水位降落速度的泄水过程中边坡渗流场自由面形式和等势线变化特点,重点研究了给水度μ、渗透系数k、库水位降落的速度v对自由面最高点、上游边坡中的孔隙水压力、坡降的影响,定量分析了水位降落时k/μv判断骤降、缓降、快降的标准,探讨了非稳定渗流浸润线的计算公式.结果表明:渗透系数小、给水度大的土坡在水位降落过程中产生的上游边坡孔隙水压力值和渗透坡降较大,非稳定流场自由面最高点位置也更高;水位降落时的上游边坡渗流方向指向坡面;浸润线最高点高度与坡前水深的比值h0/H与降落时间t/T间存在线性关系,k/μv作为判断骤缓降的指标与其线性系数呈指数关系.

摘要:

由于施工工艺的原因,止水帷幕一般存在缝隙.在长期渗流的作用下,带缝隙的止水帷幕渗漏量如何发展需要进一步研究.因此,作者自行设计并制作了砂槽模型模拟带裂缝的止水帷幕,并开展了一系列的渗流试验.试验考虑了水力条件、砂样级配和缝隙尺度因素的影响.结果 表明,在水头不变的情况下,各试验中均出现了渗漏量下降的现象,但水头升高则会破坏这一现象.缝隙渗漏量下降的实质是砂颗粒移动和聚集导致淤堵的产生,淤堵位置可能在上下游缝口、缝隙进出口或缝隙内.当砂样粒径较细时,缝隙渗漏量下降效果最为显著;当下游回填级配不稳定的砂样时,缝隙渗漏量下降效果不佳.

摘要:

利用自行研制的岩石裂隙渗流系统, 对9个不同裂隙面形貌的大理岩试样分别进行充填和未充填裂隙渗流试验, 研究了不同法向应力条件下, 加卸载过程、水头差大小、裂隙面形态、充填砂土粒径及厚度等因素对裂隙渗流的影响.试验结果表明:裂隙未充填时, 在法向加载阶段, 渗流量随水头差的增大呈线性递增, 渗流量随法向应力的增大呈负指数减小, 并得到了包含裂隙面三维形貌参数坡度均方根Sq的渗流量和法向应力关系式;单位水头流量与力学隙宽呈指数关系, 指数平均值为3.01, 基本符合立方关系.因此, 通过增加修正参数得到了修正的立方定律, 其中修正参数与裂隙面的三维形貌参数Sq呈指数关系.在法向卸载阶段, 渗流量随法向应力的降低基本不变, 相较于加载阶段, 卸载阶段法向应力对渗流量的影响明显降低;相较于未充填裂隙, 充填裂隙闭合量、裂隙面形态、法向应力在加载和卸载阶段对渗流量的影响均较小, 充填砂土的粒径或厚度越大, 相同法向应力下裂隙渗流量越大.

摘要:

本文采用破碎岩石变形-渗流试验系统,对级配破碎砂岩在不同加载类型、不同加载方式作用下的压缩变形及渗流特性进行了研究.研究发现:随着轴向荷载等级的增加,碎石轴向位移逐渐增大,残余碎胀系数与空隙率逐渐减小,且加载阶段较恒载阶段变化明显;相同轴向荷载条件作用下,饱和碎石比干燥碎石更易产生变形且加载终点位移累积变形量更大.轴向荷载作用下,碎石被挤压密实,空隙率降低、渗透系数减小,碎石骨架结构破坏明显,而水压作用下碎石骨架结构较为完整.轴压加载与轴压循环加卸载作用下碎石渗透系数与轴压均呈负指数函数关系,渗透系数随轴压的增大而逐渐减小.轴压循环加卸载过程中,加载阶段,渗透系数随轴压增加而降低,卸载阶段,渗透系数随轴压降低而增加,渗透系数差值与损失量主要发生在加卸载作用初期,且两者均随轴压加卸载次数的增加逐渐减小.