透明土中孔隙液体折射率、黏度系数与稳定性

为了探讨溶液作为制配透明土材料的可行性与稳定性,并为相关模型试验选用提供参考依据,针对二水溴化钙、焦磷酸钾、磷酸钾、六水氯化镁4种水溶型无机溶液和一种油溶型有机溶液(15号白油与正12烷混合物),系统测定折射率、黏度系数与溶液质量比之间的关系;采用目前模型试验中常用的溴化钙溶液、15号白油与正12烷混合物两种典型孔隙液体进行了孔隙液体对橡皮膜变形和抗拉强度、孔隙液体对透明土中固体颗粒材料的影响试验。试验结果表明,无机溶液折射率随质量比的增大呈线性增长,而黏度系数随着质量比的增大呈非线性增长;相同条件下溴化钙溶液和15号白油与正12烷混合物浸泡后橡皮膜长度变化率约分别为0.47%和37.81%,宽度变化率约分别为-1.09%和40.50%,抗拉强度分别降低约14.0%和89.4%;孔隙液体对熔融石英砂的影响较对无定形二氧化硅的影响要小,15号白油与正12烷混合物对固体颗粒的影响与溴化钙溶液基本相当。     

人工合成透明土的孔隙流体折射率试验研究

针对多种与熔融石英砂折射率相匹配的人工合成透明土无机溶液孔隙流体,系统研究了孔隙流体折射率随温度、浓度(或体积比)的变化规律。试验结果表明,无机物的折射率与无机物溶质的固体颗粒的折射率没有太大关系,而与溶解度即浓度有关系,与离子结构有很大关系,与分子量大小有一定关系;无机物的折射率随着浓度的升高而升高且呈线性变化;无机物的折射率受温度的影响不明显,但是随着温度的升高而降低且呈线性变化。     

粗粒土渗透特性试验系统的改进

渗透特性参数是研究大坝渗流分析和渗透稳定性的重要指标.靠现有市政供水系统进行供水供压的常规渗透试验设施,已无法满足目前高坝、高水头、大流量特点的试验条件要求,因此在充分考虑节能环保和职业安全的前提下,采用组合式渗透仪、恒压供水系统、水循环系统以及大量程、高精度的测压系统,对原有渗透特性试验设备系统进行了优化和改进.应用表明,该试验系统测量精度高、操作便捷、安全实用、可靠性好,可满足高坝渗透特性试验的要求.     

含管状孔隙黏性土渗透性试验研究

黏性土在水利工程建设中常被认为是不透水层或隔水层,其渗透性多为弱透水或微透水,若黏性土发育有较多管状孔隙,其土体结构将会发生变化,渗透性也会改变。含管状孔隙黏性土常发育在山前洪积扇的前缘。受目前钻孔内取土样设备所限,土样采取时对管状孔隙结构破坏严重,室内制环刀样时容易对管状孔隙造成破坏或堵塞,不能得到含管状孔隙黏性土真正的渗透系数。为正确认识含管状孔隙黏性土的渗透性,采取了多种室内和室外渗透试验手段,并经过反复对比分析,观察到其渗透性等级多为中等透水,明显大于一般意义上的黏性土,并且其渗透具有方向性,经抽水试验分析验证,在垂直方向的渗透性要远大于水平方向的渗透性。     

土石坝土工膜渗透特性研究及应用

土工膜,特别是聚氯乙烯(PVC)土工膜,是半个多世纪以来用于大坝防渗的一种环保型修复技术.然而,土工膜土石坝的渗流计算尚未从理论上进行研究.土工膜的渗透主要包括两种形式:一种是土工膜本身的渗透性;另一种是由于土工膜本身缺陷以及拼接处产生渗漏.通过对土石坝土工膜观测数据的反馈分析,得到了土工膜的平均渗透系数.最后根据土工膜纵向抗拉强度、纵向延伸率以及纵向撕裂强度分析了土工膜耐久性.     

对粗粒土渗透变形研究的进展

首先较详细地讨论了无粘性粗粒土的渗透变形特点、判别方法和允许水力梯度的建议值,然后介绍了粘性粗粒土渗透特性的影响因素和渗透变形的现有研究进展.     

心墙防渗土料原位渗透与室内渗透试验对比研究

土质心墙堆石坝是目前水电站设计的主要坝型之一,其坝高已达到300 m级,该坝型解决的首要问题是心墙防渗土料的抗渗性能。为得到贴近实际的渗透系数,对几个水利水电工程心墙防渗土料的原位渗透和室内渗透试验成果进行对比分析。研究发现原位渗透试验所得渗透系数基本上都大于1×10-5cm/s,超出规范要求,而室内渗透试验成果基本上都小于1×10-5cm/s。从边界条件和外界影响等因素综合分析,室内渗透试验方法所得渗透系数更贴近实际,该结论对于类似工程设计和施工具有一定的参考意义。更多还原     

浅谈砾质土渗透变形试验

对闸坝工程地基土进行渗透变形试验,以正确的进行防渗设计,确定建筑物的地下轮廓线以及采取有效的防渗措施,防止地基渗透变形,保证水工建筑物的稳定性,是十分必要的。     

黄河大堤饱和-非饱和土渗透特性研究

利用非饱和土三轴仪、特制的渗透试验压力室及其相应的量测控制装置,研究了黄河大堤非饱和土的渗透特性,得到了基质吸力、体积含水量和围压同渗透系数之间的关系曲线.结果表明:黄河大堤非饱和土的渗透系数不是常数,它随基质吸力的增大而减小,随围压的增大而增大,随含水量的增大而增大.     

透明土及其在岩土工程模型试验中的应用研究进展

介绍人工合成透明土体的发展及其在岩土工程模拟试验、土体连续变形测量方面的应用。结合离心机模型试验和数字图像处理技术在国内的发展,对实现由离心机、数字图像技术和透明土模型结合而成的非介入离心机模型试验进行了可行性分析,认为目前已具备开展非介入离心机模型试验的条件。     

基于压汞法的改良土渗透特性研究

为探讨改良剂(水泥、固化剂)对土壤渗透性及微观孔隙分布的影响机理,以平原水库粉质黏土为研究对象,采用渗透试验和压汞试验,对改良土的渗透系数及微观孔隙进行研究。结果表明:固化剂使孔隙体积变小,降低改良土的渗透系数,但并非呈线性减小关系;当掺量为2%时,水泥和固化剂之间产生较大的抑制作用。固化剂速凝,可明显缩短施工周期,为工程抢修提供新的发展方向。水泥对改良土渗透性影响最大,随着水泥掺量增加,土体内部由大孔隙向小孔隙过渡。当龄期超过7d,土体渗透性降幅较大,大孔、中孔含量减少,微孔、极微孔逐渐增多;该研究建立了渗透系数与大孔、中大孔孔隙率的函数关系,为改良土作为防渗材料的稳定性分析提供理论依据。     

滑坡碎石土原位渗透试验及渗透系数预测研究

滑坡碎石土渗透系数是滑坡稳定性评价和治理工程设计的重要参数之一,由于影响渗透系数的因素较多,渗透系数与各影响因素之间的相关程度和相关关系是建立渗透系数经验公式的关键。对三峡库区秭归县15个滑坡30个试验点开展了原位渗透试验和颗粒级配试验,基于Person线性相关分析法和支持向量机回归(SVR)分析法,分析了碎石含量、孔隙比、特征粒径、曲率系数、不均匀系数与渗透系数之间的相关程度及滑坡不同位置各样本之间关联关系,建立了支持向量机回归模型。结果表明:渗透系数与滑坡碎石土的影响因素指标之间线性相关性不强,基于单因素指标建立的渗透系数线性经验公式可能存在较大误差;支持向量机回归方法能够较好地反映渗透系数与因素指标之间复杂的非线性关系,渗透系数的预测结果精度较高,可以作为滑坡碎石土渗透系数的预测模型。     

碎石土渗透特性试验研究

碎石土渗透系数是渗流分析及边（滑）坡稳定性评价等问题的关键参数。由于碎石土具有非均质性、非连续性以及影响因素多等独特性质,研究碎石土渗透特性的困难较大。利用大型渗透仪,试验研究了碎石含量、孔隙比和颗粒级配对碎石土渗透系数的影响规律,分析了渗流前后颗粒级配变化及其对渗流特性的影响,以及碎石含量、孔隙比大小对渗流前后颗粒级配变化的影响。结果表明:碎石含量与渗透系数之间关系符合指数关系;孔隙比与渗透系数之间的关系符合多项式拟合关系;特征粒径、不均匀系数和曲率系数与渗透系数之间的关系符合线性拟合关系,颗粒级配对渗透特性的影响主要是不均匀系数和特征粒径,曲率系数影响较小;渗流前后颗粒级配的变化与水力梯度有关。     

干湿循环对水库滑坡渗透系数影响的试验研究

水库滑坡受到库水位周期性干湿交替作用,这种干湿循环效应会对滑坡体渗透特性产生影响。在原大型渗透仪的基础上,制作了一种能够实现干湿循环效应的渗透系数测量试验装置,以原状碎石土为基础,配置不同含石量和孔隙比的重塑样,探索涉水滑坡渗透系数与干湿循环次数之间的关系,研究干湿循环对碎石土渗透系数的影响。试验研究结果表明:干湿循环作用对孔隙比较小的试样影响最为显著,渗透系数增加幅度最大。基于碎石土细观结构特性,初步分析了碎石土渗透系数变化的机理。研究成果可为滑坡稳定性分析中碎石土渗透系数的取值提供参考。     

二灰土渗透系数随龄期变化的微细结构分析

为解释二灰土的宏观物理特性,在进行常规的二灰土渗透试验后,利用岩土材料微细结构光学测试系统拍摄了二灰土的微细结构序列图像。采用数字图像处理方法从二灰土初始状态微细结构图像以及养护7 d,14 d和28 d后的微细结构图像中获取所需的微细结构参数,对其进行分析,揭示二灰土渗透系数随龄期变化的宏观现象。结果表明,随着龄期的增长,二灰土颗粒面积比例不断增大,颗粒圆度、孔隙定向度和孔隙分布分维数不断减小,微观试验参数的变化很好地解释了宏观试验所得出的渗透系数随龄期逐渐减小的变化规律。     

基于透明土技术与颗粒流方法联合开展管涌细观机理研究

我国现今拥有堤防总长度超30万公里,但管涌型渗透破坏频发,造成极大社会经济损失,故开展管涌细观机理研究对于解决堤防工程安全问题具有重要意义.当前有关管涌细观机理研究主要从模型试验、数值模拟两个方面开展,并且大多从颗粒摩擦系数、颗粒级配和细料含量等角度揭示该细观机理.本文提出一种基于透明土技术、颗粒流模拟联合开展该细观机...     

滤网孔径和层数对反滤保土效果的影响分析

针对土工织物反滤层的反滤保土性问题,采用滤网代替土工织物的孔隙,利用颗粒流程序对无黏性基土-滤层的反滤过程进行二维离散元数值模拟。依次研究了单孔、单层和多层滤网在不同孔径比O/d下的反滤保土效果。对比不同孔径比O/d下反滤稳定后的基土颗粒形态,绘制反滤稳定的力链图,分析颗粒间接触力的分布,从细观上解释滤层保土性的原因,进一步计算颗粒流失率,分析滤层孔径及层数对保土性的影响规律。结果表明:孔隙附近颗粒成拱是滤层发挥保土性的原因,孔径比O/d过大会降低颗粒拱的稳定性导致保土性下降;颗粒间接触力的分布细观上验证了颗粒的拱效应,多层滤网层间截留颗粒仍可与滤网一同增加滤层的保土性;滤层孔径较大时,增加滤网层数能够在一定程度上弥补保土能力的不足。     

基于微观孔隙通道的饱和/非饱和土渗透系数模型及其应用

从微观角度揭示土体变形对饱和/非饱和渗透系数的影响机理,建立相应的预测方法,对于饱和/非饱和土的渗流分析及水力耦合研究具有重要的科学意义。利用流体力学理论,建立了微观孔隙通道渗透系数与等效孔径的关系,在此基础之上,结合毛细理论建立了饱和/非饱和渗透系数与土-水特征曲线的关系模型,并利用已有试验数据验证了模型的合理性。结合该模型与变形条件下土-水特征曲线预测方法,对变形条件下武汉黏性土饱和/非饱和渗透系数进行预测,结果表明黏性土在压缩变形条件下:饱和渗透系数呈数量级的减小,预测值与实测值均吻合较好;双对数坐标下,非饱和相对渗透系数在进气值之后随基质吸力增加而减小,不同初始孔隙比条件下其斜率近似不变,整体呈现"毛刷型"分布,相同基质吸力条件下,初始孔隙比越小,相对渗透系数越大;非饱和渗透系数,进气值之前近似为饱和渗透系数,进气值之后随基质吸力增大而减小,不同初始孔隙比的变化线近似重合。