国家科技支撑计划(2011BAB10B04)
- 作品数：23 被引量：239H指数：8
- 相关作者：张家发崔皓东袁俊平吴庆华朱国胜更多>>
- 相关机构：长江科学院河海大学中国地质科学院更多>>
- 发文基金：国家科技支撑计划国家自然科学基金中央级公益性科研院所基本科研业务费专项更多>>
- 相关领域：建筑科学水利工程天文地球农业科学更多>>
- 膨胀土边坡防护方案比选研究被引量：9
- 2017年
- 针对膨胀土边坡的防护问题,对土工膜、砂垫层、表砂层和水泥改性土4种防护方案进行室内模型试验,在膨胀土模型边坡干湿循环工况下,对比每种方案下模型边坡的膨胀变形、裂隙开展和含水率变化情况,讨论了各方案的防护效果及工程应用问题。结果表明:4种防护方案中,水泥改性土方案的防护效果最优;采用土工膜方案时应注意土工膜间的搭接处理;采用砂垫层方案时应根据气候条件确定合理的砂垫层厚度;表砂层方案不宜单独使用,可作为辅助措施;采用水泥改性土方案时,在保证防护层厚度的基础上应注意控制其压实度并做好养护工作。
- 袁俊平韩春雷丁巍王强林丁国权
- 关键词：膨胀土边坡土工膜砂垫层水泥改性土
- 非饱和导排结构控制降雨入渗的边坡物理模型试验被引量：5
- 2017年
- 膨胀土渠坡失稳是影响南水北调中线供水工程安全性的重要因素之一,而对其边坡进行防渗处理是解决膨胀土边坡失稳的有效途径。针对传统边坡防渗处理方法(面板与土工布覆盖等)存在生态功能弱以及使用寿命短等不足,开展了非饱和导排结构的边坡防渗效果的物理模型试验研究。利用土壤剖面负压动态监测数据,采用非饱和渗流理论,在不同降雨强度与不同初始含水量条件下,对比分析了两种非饱和导排结构即细/粗粒二元结构和粗粒单一结构,控制降雨入渗边坡的效果。研究结果表明:在降雨强度为4.18×10-4 cm/s的情况下,二元结构能有效阻止降雨入渗;且细粒层初始含水量越低,其储水能力越强,二元结构控制降雨入渗的效果相对越好。在降雨强度为1.72×10-4,4.18×10-4,4.97×10-4 cm/s的情况下,粗粒层单一结构对降雨入渗边坡均具有一定的控制作用,但有5.6%~10.7%的降雨从模型底部排出,存在入渗风险。总体上,从排水–渗流控制效果与生态功能角度考虑,二元结构明显优于单一结构。研究成果可为解决南水北调膨胀土边坡以及其它工程边坡的渗流控制问题提供技术支撑。
- 吴庆华张家发武金博刘习银
- 关键词：边坡防渗膨胀土
- 降雨强度对优先流特征的影响及其数值模拟被引量：25
- 2014年
- 为了研究优先通道发育程度对不同降雨强度下优先流特征的影响，该文选取不同深度的田间原状土样，在不同降雨强度下进行土壤优先流的室内物理模拟试验，并采用双渗透介质模型Hydrus-1D对优先流发育过程进行数值模拟。结果表明：优先通道越发育，其优先流程度越高。降雨强度对优先流速率及其增加幅度的影响随土壤优先通道发育程度的增加而增加。优先通道发育的土柱，降雨强度越大时，其土柱下端初始出流时间越短，而优先通道一般发育的土柱，其土柱下端初始出流时间均随降雨强度增加呈先减小而后增加的规律。当降雨强度小于土柱最大导水能力（原状土柱表面出现积水时的导水能力）时，优先流速率随降雨强度增加而显著增加，而当降雨强度接近或大于其最大优先导水能力时，优先流速率增加缓慢或趋于稳定。土壤优先通道对降雨入渗的导水能力（即优先流速率与降雨强度之比）随降雨强度增加而变小。双渗透介质模型能较理想地模拟优先流发育过程，对土壤基质向大孔隙排水过程的模拟较差，但模型不适用于裂隙发育的土壤。各土柱的优先流程度为93.6%～99.9%。在研究降雨强度对优先流的影响规律时，该研究考虑了优先通道发育程度对此规律的影响，丰富了优先流理论，同时对农业节水、土壤污染迁移、地下水污染风险评价以及滑坡机理等研究方面具有重要的科学意义。
- 吴庆华朱国胜崔皓东张家发张发旺
- 关键词：土壤孔隙结构优先流降雨强度
- 裂隙对边坡的渗流及稳定性影响分析
- 2015年
- 对存在裂隙的边坡进行降雨条件下饱和-非饱和的渗流及稳定性计算,并考虑了裂隙位置、深度及主裂隙的方向对边坡渗流及稳定性的影响。得出:主裂隙方向竖直时,雨水更容易下渗对边坡的渗流影响最大;裂隙位于坡顶和坡脚时,最危险滑动面位于边坡深部,裂隙位于坡中时,边坡容易产生浅层的局部滑坡;裂隙位于坡中时,边坡的稳定性与主裂隙的方向密切相关等。
- 蔺彦玲袁俊平丁鹏王强林韩春雷
- 关键词：边坡渗流稳定性
- 膨胀土边坡土工膜防护方案试验研究被引量：6
- 2015年
- 为了进一步研究采用土工膜防护方案的膨胀土边坡在降雨和蒸发过程中水分分布规律，验证土工膜防护方案的可行性，进行土工膜防护方案的室内模型槽试验，在人工条件下对膨胀土边坡进行降雨和蒸发的若干次循环，并测量试验过程中模型边坡不同深度含水率的变化。结果表明：土工膜在降雨过程中阻碍了雨水入渗膜下土体，使得膜下土体保持较低含水率，在土水特征曲线上对应较高吸力，这将使土的有效应力增加，增强了边坡的稳定性；坡顶土工膜覆盖在7～10m范围时。边坡边缘及其下部土体能够不受雨水入渗和蒸发的干扰，始终保持较高吸力状态。
- 袁俊平韩春雷丁巍王强林卢艳平
- 关键词：膨胀土边坡土工膜干湿循环
- 乌东德水电站坝基及右岸地下厂房区渗控措施研究被引量：16
- 2012年
- 渗流控制措施是乌东德水电站大坝坝基及地下厂房设计的重要内容。针对乌东德水电站工程区复杂的地质条件和渗控措施,建立坝基及右岸地下厂房区三维模型,采用三维有限元渗流场精细求解技术对渗流场进行计算。成果分析表明,防渗帷幕和排水孔幕组成的渗流控制体系对山体地下水位具有控制作用,厂房侧墙位于地下水面以上;灰岩和厚层白云岩顺层面方向渗透性更强时,渗控措施的防渗排水效果更明显,但排水量显著增大。
- 朱国胜崔皓东张家发盛小涛
- 关键词：乌东德水电站渗流场防渗帷幕
- 人工示踪方法评价地下水入渗补给及其优先流程度——以河北栾城和衡水为例被引量：7
- 2014年
- 利用传统人工示踪剂峰值方法评价地下水入渗补给存在精度低和适用性差等缺点。为此,本文提出了多区模型方法,采用保守型示踪剂溴和氚对河北栾城和衡水地区进行了不同土地利用方式和不同深度下地下水入渗补给评价。结果表明,栾城和衡水地区地下水入渗补给量分别为124.3 mm/a和13.7 mm/a,与传统方法(103.3 mm/a和0.0 mm/a)相比,多区模型方法的评价结果更符合实际。同时对由优先流引起的地下水入渗补给量进行了分析,栾城和衡水地区优先流程度分别为28.7%和2.3%。秸秆覆盖抑制降雨或灌溉水入渗补给地下水,降低优先流程度,而植被覆盖有利于土壤水优先流的形成。地下水入渗补给量及其优先流程度与示踪深度均无明显相关性,且受土壤结构控制。
- 吴庆华张薇蔺文静张发旺王贵玲
- 关键词：地下水补给多区模型优先流土地利用
- 乌东德水电站水垫塘边坡雾化雨入渗数值分析被引量：10
- 2012年
- 高坝泄洪雾化雨入渗是影响其水垫塘边坡稳定的关键因素之一。为分析乌东德水电站水垫塘边坡受泄洪雾化雨影响程度,选取水垫塘边坡典型断面,建立二维非饱和、非稳定渗流计算模型,采用有限元法模拟泄洪雾化雨入渗过程,分析雾化雨入渗条件下坡体饱和区范围及压力水头的变化规律,同时对比研究坡面防护措施的效果。结果表明,对于坡体内部渗透性上强、下弱的部位,随着入渗补给量的持续增加,在阻水部位压力水头会逐渐升高;当坡面采取弱透水材料防护后,可显著减少坡面雾雨入渗量,从而显著降低雾化雨入渗对坡体渗流场的影响。
- 王金龙张家发李少龙崔皓东
- 关键词：非饱和渗流
- 膨胀土滑坡成因及其边坡稳定分析方法探讨被引量：7
- 2014年
- 南水北调总干渠所涉及的膨胀土渠段出现不同规模的滑坡损害,为此对滑坡形态与成因进行了调查分析。从槽样开挖揭示情况看,卸荷松驰、裂隙贯通、降水下渗软化、沿缓倾角蠕变等是滑坡形成的外因。而缓倾角裂隙密集带、沉积界面和岩性界面等因素构成滑坡的外因。采用刚体极限平衡方法和裂隙组合网格搜索方式,对滑坡实例进行了对比分析,表明所应用的边坡稳定分析模型是合理的。
- 张国强宋斌周述达翁建良阳云华
- 关键词：膨胀土边坡滑坡成因稳定分析南水北调中线工程
- 南水北调中线一期工程膨胀土渠坡渗流系统分类及其控制措施被引量：3
- 2016年
- 由于膨胀土对于水的敏感性,膨胀土渠坡及其衬砌结构的稳定性是南水北调中线一期工程建设和运行遇到的重要挑战之一。在地层结构分类基础上,开展了膨胀土地区的渗透结构分类、渗流系统分类以及膨胀土渠坡渗流系统分类研究。针对各类膨胀土渠坡渗流系统,分析了渠道工程对渗流场的改造作用,归纳了各自的渗流控制任务,提出了渗流控制措施的应用原则:非饱和带设置排水垫层以利于含水率的长效控制,合理设计马道以减轻对渗流控制的负效应,合理运用排水孔和减压井控制地下水流场及水压力,地下水动态变化与渠道水位变化范围交叉渠段应合理设置逆止阀并保障其灵敏性和可靠性,工程长期运行过程中跟踪研究渗流控制效果和适时有效调控渗流场。
- 张家发崔皓东吴庆华李少龙王金龙
- 关键词：南水北调中线工程膨胀土渠道渗流场
