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坡体地下水位上升是诱发滑坡的重要因素,实时排出地下水是防治边坡地质灾害的有效手段。虹吸排水具有免动力和流动过程由液位变化自动控制的物理特性,可满足实时排出坡体地下水的需要,但虹吸管中空气积累会导致虹吸过程中断,制约了边坡虹吸排水技术的推广应用。溶解于水的空气因虹吸管内压力降低而释出是形成气泡的物理基础。实验结果表明,虹吸进水口水面以上垂直高度3.5 m以上就会出现大量气泡,经过虹吸顶点后,气泡发生强烈的兼并形成大气泡。当虹吸管的进出水口的水头差较大时,气泡间的水弹容易推动气泡从出水口排出。当虹吸管直径大于5 mm时,缓慢的虹吸流动,会发生管内气泡的积累,最终破坏虹吸过程;虹吸管的直径小于4 mm时,可以形成基本稳定的弹状流。因此,为保持边坡虹吸过程长期有效,经常性降雨并且坡体地下水丰富的地区可选用直径为5 mm的虹吸管,非经常性降雨的地区应选择小于等于4 mm的虹吸管。 相似文献
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实时排出坡体地下水可减少降雨诱发型滑坡灾害的发生。仰斜排水孔是滑坡治理中常用的排水方法,但排水孔的淤堵问题影响了排水的效果,其使用的耐久性也得不到保证。论文提出一种俯倾排水孔负压排水法,将钻孔分为下部透水孔段和上部注浆封闭孔段,中间使用止浆体分隔,虹吸排水管穿过注浆封闭孔段进入透水孔段的底部。当坡内地下水位上升,引起排水管进水口的水头高程大于钻孔的孔口高程时,虹吸排水自然启动并在透水孔段内产生负压,从而加快排水速度。负压排水过程的抽吸作用可将孔内淤积物排出,而封闭孔段将钻孔透水孔段与大气隔离,有利于解决化学淤堵问题和生物淤堵问题。论文首先定性分析了该方法的作用原理和应用可行性,再在恒定水头条件下,进行了负压和排水能力的物理模型试验。试验表明:（1）排水过程可以产生必要的孔内负压条件;（2）排水一段时间后,透水空腔内的压强值不再变化,排水流量基本稳定;（3）增大排水管径或增大排水口与透水空腔高差,可使透水空腔内产生更大的负压值,从而提高排水效果。因此该方法是一种新型有效的排水方法,有较好的工程应用价值。 相似文献
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滑坡虹吸排水方法 总被引：1，自引：0，他引：1
排水是治理滑坡的有效方法。虹吸具有免动力实现水体的跨越输送和流动过程由液位变化自动调整等特性, 非常适合控制滑坡地下水位上升的需要。但最大虹吸扬程10m和间歇性排水可能产生虹吸管顶部空气积累, 制约了滑坡虹吸排水方法的推广应用。利用向下倾斜钻孔进入坡体深部, 保持地下水位控制点与孔口高差小于10m, 就可实现滑坡深层地下水的降排要求。通过控制虹吸排水管的直径, 使虹吸管内形成稳定弹状流就可以防止空气积累, 从而实现虹吸过程的持续有效。薄缝模型的能量法推导, 已经证明了虹吸管形成稳定弹状流的最大管径约为4mm, 长期静置模型验证了4mm直径的PA管完全可以形成完整的弹状流。虹吸排水工程实例证明, 选择4mm虹吸管, 可以实现滑坡深层排水且在间歇性虹吸过程中自动恢复虹吸。 相似文献
4.
富水性斜坡易产生滑坡进而形成泥石流,斜坡排水是防止地质灾害的重要手段。虹吸排水具有实时性和免动力等优势,但因斜坡排水涉及高扬程,在虹吸管内的低压环境中流动液体会发生强烈的空化现象,从而产生气液两相流。在间歇性虹吸排水过程中,如果不及时将析离的气泡带走,气泡会积聚在虹吸管顶点附近,最终破坏虹吸过程。通过对管内两相流型分析,发现只有形成完整的弹状流,才能将气泡带走,保证虹吸的长期有效。采用流体数值计算软件FLUENT的VOF模型,分别对管径为4、5、6、8 mm的虹吸管内气液两相流型进行模拟。结果表明：管径小于5 mm的条件下,表面张力起主要作用,形成完整弹状流;管径大于6 mm的条件下,形成附壁弹状流。该结论通过物理模型试验也得到证明。 相似文献
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为了分析排水措施对淤背体固结特性影响,以黄河山东某堤段为研究对象,数值模拟研究在淤区设置碎石盲沟排水方案,淤背施工过程中以及施工完成后放淤固堤工程孔隙水压力消散过程,探讨淤背体排水固结规律。研究结果表明,与无排水方案相比,该排水方案可以加速淤背土体固结,减小水分对黄河大堤堤背的渗入,降低围堤内的浸润线。在与试验区相似的施工工况条件下,建议3m左右淤土厚度布置一层排水盲沟,排水效果较好。数值计算结果与实际情况相吻合,可为黄河放淤固堤工程加快淤背体排水提供参考。 相似文献
6.
软土地基的处理一直是工程界的难题,大多数处理方式采用排出软土中水的措施。虹吸排水免动力,且操作简单,可以降低地下水。根据该技术的这些优点,可以将其应用于软土地基处理领域。为了得到虹吸排水作用下土体内部的水位及虹吸管内流量的变化,针对软土中地下水运动进行理论分析。基于Theis理论,针对潜水含水层完整井的轴对称井流微分方程,采用Boltzmann变换,推求得到虹吸过程中软土地基中的水位和流量的显式解析解,并进行室内物理模拟试验验证。结果表明,解析解与试验数据较吻合。与前人经典解析解进行对比,表明相对误差绝对值范围为0～15%,误差较小。推导得到的解析解相比经典解析解而言,计算更简单,更有利于工程应用。 相似文献
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给水度是重要的水文地质参数之一,为探讨潜水含水层给水度的影响因素,设计均质粗砂、均质细砂、上细下粗、上粗下细4种土柱的排水实验,按照一定间距分段降低地下水位,每段降深设计不同排水时间,求取不同水位埋深的给水度.当地下水位埋深小于支持毛细水高度,给水度受地下水位埋深影响显著,其关系可以用非线性函数来表示.排水时间越长,给水度越大,当土柱分段排水时间超过1 h,给水度值稳定.0.6~0.9 mm粒径的粗砂给水度大于0.2~0.4 mm的细砂;当地下水位在土层分界面下20 cm时,上细下粗土柱给水度显著增大,上粗下细土柱给水度显著减小.给水度的大小与地下水位埋深、排水时间、岩土颗粒和潜水面附近及之上非均质结构等因素有关. 相似文献
8.
均质土坡圆弧滑动分析通常需要对圆心坐标和半径的3个参数进行搜索。通过分析圆心水平坐标即圆弧平移对失稳指数的影响,确认危险圆弧或通过坡脚,或圆心水平坐标由半径确定。利用不等式证明垂直边坡的临界滑面通过坡脚,且滑出角度大于内摩擦角。纯黏性边坡倾角大于 后圆弧滑面通过坡脚;而小于该角度圆心在坡面中垂线上,滑出角度?66.78?的圆弧在半径趋于无限时成为最危险滑面,相应的边坡临界高度为 ,保持恒定。具体计算表明,内摩擦系数为0.05,0.1和0.2时,边坡倾角小于40?,34?和22?时最危险滑面不过坡脚,但相应的失稳指数与过坡脚滑面的数值相差不到2 %;内摩擦系数大于0.3后最危险滑动圆弧都通过坡脚。就此而言,在评价均质边坡临界高度时直接对过坡脚的圆弧进行搜索即可。本文结果是基于数学分析得到的,可以作为边坡数值计算程序的参考。 相似文献
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疏浚淤泥含水率高、强度极低,真空梯度作用下排水板周围会快速形成致密“土柱”,导致排水固结能力迅速下降,即出现淤堵现象。由疏浚淤泥真空固结室内模型试验获得了出水量变化情况和土体含水率、渗透系数的时空分布情况,确定了排水体周围淤堵区的形成时间与范围,提出了考虑时间效应与淤堵效应的真空度传递模式,同时考虑疏浚淤泥土体压缩和渗透的非线性,建立了考虑淤堵效应的固结分析模型,获得了相应的解析解,通过与已有数据和现场试验结果对比验证了该解答的有效性。利用该解析解,分析了真空度传递模式、淤堵系数λ和淤堵比c对沉降的影响。结果表明,淤堵效应明显减缓了沉降速率,也严重降低了疏浚淤泥的最终沉降量。 相似文献
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泥石流的形成,必须同时具备丰富的松散堆积物、足够的水源和有利的地形地貌3个基本条件,强降雨是形成泥石流的主要动力来源。针对重力流形式截排水技术的不足以及暴雨来临时快速排水的需要,采用具有自清淤能力的水石分离虹吸排水技术,可有效提高泥石流治理的效率和耐久性。拦污格栅孔径选取以及虹吸排水系统设计是影响分流池清淤能力的关键。首先应用计算流体力学软件CFD建立三维数值模型,对分流池在虹吸作用下的水力特性进行分析,然后建立泥沙启动和悬浮数学模型,利用分流池的水力特性分析泥沙的启动和悬浮,从而建立虹吸分流池清淤能力的评价指标,并对泥沙随水流排出池外的3个必要条件进行分析。表明实际工程安装虹吸管时其进出口水头差应该在5m以上,且拦污格栅孔径不超过10mm。工程上可以用此指导实际泥石流防治中的虹吸分流池设计。 相似文献
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Column test-based features analysis of clogging in artificial recharge of groundwater in Beijing 
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下载免费PDF全文 With the completion of South-North Water Transfer Project in China, plenty of high quality water will be transported to Beijing. To restore the groundwater level in Beijing, part of transferred water is planned to be used for artificial recharge. Clogging is an unavoidable challenge in the artificial recharge process. Therefore, a test is designed to analyse clogging duration and scope of influence and to test the reinjection properties of different recharge media. The test employs the self-designed sand column system with variable spacing and section monitoring, composed of four parts: Sand column, water-supply system, pressure-test system and flow-test system, to simulate the clogging of artificial recharge of sand and gravel pits. The hydraulic conductivity levels of all sand column sections are obtained to analyse the clogging of the injection of different concentrations in media of different particle sizes. In this experiment, two kinds of media are used–round gravel from sand and gravel pit in Xihuang village and the sand from sand and gravel pit by the Yongding River. The concentrations of recharge fluid are respectively 0.5 g/L and 1 g/L. The results show that clogging usually lasts for 20 hrs., and the hydraulic conductivity drops to the original 10%. Clogging usually occurs at 0–12 cm section of the sand column. The scope of influence is 0–60 cm. In column 3 and 4, whose average particle sizes are larger, section 20–50 cm also suffers from clogging, apart from section 0–12 cm. The effective recharge times are respectively 33 hrs. in column 1, 14 hrs. in column 2, 12 hrs. in column 3 and 12 hrs. in column 4. The larger the average particle size is, the quicker the clogging occurs. In media of larger particles, the change in suspension concentration does not have significant influence on the development of clogging. In conclusion, it is suggested that during artificial recharge, the conditions of reinjection medium should be fully considered and effective method of recharge be employed in order to improve effective recharge time. 相似文献
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为使虹吸排水技术在黄土地区边坡应用中取得更好效果,考虑黄土各向异性进行虹吸排水孔间距设计,基于Neuman理论,利用土质渗透系数差异程度考虑黄土各向异性渗流规律,引用拦截比的概念,并结合降深与影响半径的关系,推导出了一种适合各向异性土体的虹吸排水间距解析解。结果表明：虹吸排水孔间距不仅与渗透系数和降深相关,还与竖向渗透系数与水平渗透系数之比有着较大的关系。在黑方台黄土地区的实际工程案例中,0.4 m为虹吸排水孔的最优间距。数值模拟及解析计算表明,单排排水孔间距在0.4 m的情况下拦截比为49.7%,满足工程实际要求。 相似文献
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目前计算碎石桩处理软土地基临界填筑高度的方法并不完善,没有考虑软基经碎石桩处理后复合地基强度的增加和地基排水固结能力的提高,基于此,依据固结理论,引入碎石桩复合地基固结计算的简化方法,修正按变形控制的临界填筑高度计算公式;并结合四川省遂-资高速公路软基变形监测数据,得出软基厚度在6.5～11.0 m范围内,观测所得的临界填筑高度为4.5～6.5 m,该观测值与修正公式计算值差异性不显著,证实所推导的解析式是切实可行的;在此基础上,初步探讨影响路堤临界填筑高度变化的因素,得出软基厚度、桩间距对其影响较为明显。 相似文献