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为了探究坡体充气时土体渗流与变形之间的变化规律,利用有限元软件建立厚12m、长100m的二维边坡模型,进行渗流-变形的非完全耦合数值模拟,得到对坡体采取充气截排水方法降低地下水位时坡体内充气非饱和区的形成过程,以及坡体表面土体竖向位移的变化过程。结果表明:一个完整稳定的非饱和区形成过程可分为充气初始阶段、非饱和区扩大水位抬升阶段、不稳定两相流阶段和非饱和区稳定阶段,充气压力过大或过小都无法形成稳定完整的非饱和区;当充气压力为100kPa时,坡体表面土体的竖向位移均随时间呈现先增大后减小的规律,与土体中非饱和区的发展具有一定的协同性;不同充气压力下,偏向充气点上游的坡体表面土体竖向位移随充气压力的增大而增大,偏向充气点下游的坡体表面土体竖向位移的变化具有不确定性。 相似文献
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泥石流是一种破坏力巨大的地质灾害,其破坏力主要来源于浆体中裹挟的大颗粒。相近速度情况下,相同体积的大颗粒比液相浆体拥有更大的冲击力。本文针对黏性泥石流沟内大颗粒的滚动启动,建立了合理并且较为简洁的计算模型。水流条件是泥石流爆发的关键因素,通过分析计算球型大颗粒在浆体冲击下受到的上举力、推移力、有效重力等,考虑支承颗粒和启动颗粒相对位置的随机分布问题,求解大颗粒临界启动时的力矩平衡方程,得到对应的上游来流临界条件。临界启动流速公式符合普适性规律,并且通过计算流体软件FLUENT对3个典型算例的数值模拟,得到的数值解与理论解吻合得较好。本文结论对黏性泥石流沟的防治工程设计,特别是水石分流中排水流量的计算具有一定借鉴意义。 相似文献
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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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为验证充气截排水在实际滑坡中能有效控制坡体地下水位和坡体稳定性,本文以小旦滑坡为例,在滑坡变形破坏发展特征分析和形成机制研究的基础上,采用数值模拟方法研究了充气截排水技术应用在此类滑坡治理中应用的有效性。通过二维有限元数值模拟,分析了不同充气压力下坡体稳定性的变化规律。结果表明：在滑坡后缘适当位置进行充气能够形成稳定的非饱和截水帷幕,达到降低潜在滑坡区地下水位的目的;小旦滑坡的最佳充气压力值为125 kPa,在最佳充气压力作用下,小旦滑坡坡脚未开挖状态下稳定性系数由1.144增大到1.209,开挖状态下的稳定性系数由1.106增大到1.139;雨季边坡后缘入渗量增大的情况下,充气截排水对滑坡稳定性的提高作用更为显著。 相似文献
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虹吸排水联合堆载固结技术是软基处理中的一项新技术,在应用该技术时,虹吸管内土柱的淤堵问题是制约该技术发展的核心问题之一。针对虹吸管内土柱的淤堵问题,采用颗粒沉降模型和水动力学相关理论,推导得到了土柱在虹吸水流作用下的临界高度表达式。根据所推求的表达式,可以制定相应的防淤堵措施,使得虹吸排水能够顺利进行。研究结果表明：土柱容易在虹吸管弯曲圆弧段形成淤堵;对于工程现场最常见的4 mm内径虹吸管,当虹吸管弯曲圆弧段半径大于40 cm或者虹吸管内土柱高度大于4 cm时,就有可能产生淤堵;实际工程中,可以采用减小虹吸管弯曲圆弧段半径、降低虹吸管出水口高度以及减小虹吸管长度的措施减小淤堵的可能,从而保证虹吸过程的持续进行。 相似文献
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