深基坑开挖中饱和-非饱和土体渗流-沉降的耦合分析

基于饱和-非饱和土体渗流理论,以及土体渗透系数与基质吸力之间的相互联系,将基坑非稳态渗流场的动态变化在时间和空间上进行离散,分别引入到基坑降水的应力应变分析中.以Fredlund非饱和土理论和Mohr-Coulomb屈服准则为基础,采用土体弹塑性本构模型,对高水位地区深基坑开挖采用井点降水措施引起的基坑渗流场的变化及地表沉降进行了数值模拟分析,得出不同降水条件下渗流场的变化规律以及渗流-沉降的内在联系.     

复合含水层地区深基坑降水三维渗流场数值模拟——以上海环球金融中心基坑降水为例

长江三角洲分布有巨厚、松散的第四纪沉积层,地下含水系统为一复合含水层系统,深基坑降水一般采用非完整井,且由于深基坑周围连续挡水墙难以深入含水层底板,所以其地下水渗流场变化极其复杂,具有明显的三维流特征。本文以上海环球金融中心深基坑降水为例,采用数值模拟方法,模拟了在多层含水层复合存在、含水层最深底板埋深达149m、基坑周围挡水连续墙埋深达34m、基坑内地下水位降深达26m的情况下的地下水三维渗流场特征,并以此为据确定出了该基坑降水的最优化方案。     

无单元法在有自由面渗流计算中的应用

针对有自由面渗流分析中的有限元固定网各法存在的不足，利用无单元法中积分网格和结点相互独立的优点，提出了有自由面渗流的无单元法。计算结果表明，无单元法可以方便地解决迭代计算中的自由面变化问题，实现了真正意义上的网格固定。     

水平面内地下水的二维非定常运动

在介质是各向同性,渗流是缓变流,流速沿铅直方向不变化的假定下,有自由面的二维非定常渗流基本方程为     

近自由面水下爆炸冲击载荷特性三维数值模拟

基于三维SPH 方法,对传统链表搜索算法进行了变光滑长度改进,并提出了具有较好稳定性的多 相物质交界面的处理方法,模拟了三维无限域水下爆炸问题,验证了改进的三维SPH 方法模拟水下爆炸问题 的可行性和有效性。在此基础上,建立了水下爆炸三维数值模型,模拟了近自由面水下爆炸过程,研究了冲击 波传播特征、自由面下压力场和能量场特性以及水柱的产生过程。结果表明:自由面可将冲击波压力峰值和 压力冲量最大衰减到1/3和1/7;爆深的增加会导致压力比和冲量比的等值柱面曲率变小,产生的水柱也逐 渐由破碎的喷柱向高而窄的水冢过渡。     

无压渗流问题的混合自适应法

针对移动网格法和固定网格法求解无压渗流问题的不足,基于无网格法,提出了一种自由面调整的混合自适应法.该法能统一处理接近水平或垂直的自由面,且不依赖于初值,收敛性好,适用性强,结果比较精确.     

等参元逆变换算法在渗流—位移耦合场分析中的应用

在渗流 -位移耦合场分析中应用等参元逆变换算法解决了两个场之间的数据传递问题 ,所提出的逆变换算法是基于解析性质的新算法 ,具有简便、高效和高精度的特点 ,便于在实际工程中应用。     

采空区流场非达西渗流一种新的迭代算法

对Bachmat非线性渗流方程求解问题，结合采空区问题的力学特点，提出基于变渗透率达西 (Darcy)渗流求解非线性渗流的迭代算法. 建立了冒落采空区非线性漏风流态的有限元数 值模型，通过对复杂边界采空区的漏风渗流的计算，得到与实际流态更接近的流动规律(风 压等值线和流函数线)和采空区漏风强度分布(速度场). 结果表明，迭代算法是振荡性收 敛的，收敛速度快；与Darcy渗流相比，采空区非线性渗流速度场趋向于平缓，在工作面附 近30\,m范围内最大风速降低到原来的0.61倍，其余大部分区域速度略有增加. 迭代方法满 足工程要求.     

Trefftz间接法解自由面渗流问题

渗流问题是岩体水力学研究的重点之一,较常规的有限元法和传统的边界元法而言,Trefftz型边界元法具有程序简单、计算量小及无须奇异积分等特点。本文给出定常和非定常自由面渗流问题的Trefftz解法,计算结果表明,该法收敛性好,结果比较精确。     

非连续变形分析方法的改进及应用1）

首先,采用位移收敛判据对非连续变形的岩石断裂分析进行改进并程序实现. 其次,将非连续变形分析方法和裂隙网络渗流模型结合起来,建立了渗流应力耦合分析模型,研究了裂隙岩体变形对渗流的影响以及渗流与应力耦合作用下裂隙岩体的变形破坏特征. 研究发现,主干裂隙控制着渗流场分布,考虑耦合作用时的水头值比不考虑耦合作用时大,说明考虑耦合后坡体更容易变形失稳. 改进前后裂纹扩展形态基本不变,表明程序计算的收敛判据是有效的.     

三维非稳定渗流自由面边界积分项的精确数值计算

利用固定网格法分析三维非稳定渗流问题时,将要面对两项积分难题:以自由面及单元表面为边界的空间积分及以自由面为边界的曲面积分。针对常用的任意8结点6平面三维普通单元,提出采用坐标变换及等参变换技术求取空间积分项的精确数值解;至于曲面积分项,建议改用单元非饱和区部分表面作为积分边界,经过坐标变换及等参变换处理积分边界后,利用高斯数值积分可求出曲面积分项的精确数值解。通过一个普通单元及一项均质半无限边界堤坝的实例分析,表明此方法的精确性和稳定性良好。     

径向积分边界元法确定非均质土石坝渗流自由面

浸润面位置的确定是无压渗流分析中非常重要的问题,本文将径向积分边界单元法应用到渗流问题中,通过直接将区域积分转化为边界积分的技术,克服了传统边界元解决该类问题的缺陷,编写了迭代计算程序,并用二、三维算例证明了算法的有效性。     

Global composite element iteration for analysis of seepage free surface

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＳｅｅｐａｇｅｆｒｅｅｓｕｒｆａｃｅｉｓｏｆｔｅｎｅｎｃｏｕｎｔｅｒｅｄｉｎｔｈｅｃｏｕｒｓｅｏｆｓｅｅｐａｇｅｐｒｏｂｌｅｍｔｈｒｏｕｇｈｍｅｄｉａｏｆｓｌｏｐｅ,ｅａｒｔｈｄａｍａｎｄｔｕｎｎｅｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｔｈｅｐｈｅｎｏｍｅｎａｏｆｓｅｅｐａｇｅｆｒｅｅｓｕｒｆａｃｅｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔａｎｄｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｐｉｃｓｏｆｒｏｃｋｍａｓｓｈｙｄｒｏｍｅｃｈａｎｉｃｓ［１～３］,ａｎｄｑｕｉｔｅａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｅｓｅａｒｃｈ…     

Free surface seepage analysis based on the element-free method

Element-free method (EFM) for seepage analysis with a free surface presented in the paper is based on the moving least square method which needs only the information at nodes. It avoids troublesome modifications of the mesh as in the finite element method. Being irrelative to the nodes, the mesh for quadrature is fixed throughout the iterations in determining the free surface. And the nodes can be easily added, moved or deleted in the iterations. Steady seepage and transient seepage in a uniform earth dam were analyzed in the paper. The examples show that the proposed method gives satisfactory results.     

Free percolation and seepage flows from watercourses

Free percolation and seepage flows from natural and artificial watercourses with curvilinear profiles are considered. The rigorous hydrodynamic solution of the problem of free percolation and seepage flow from a watercourse is obtained by representing the watercourse profiles in the plane of the Joukowski variable by means of the equation of a family of lemniscates and using the conformal mapping method. The calculated dependences for determining all the necessary parameters of the seepage flows and constructing the curvilinear watercourse profiles are given. In the case of a circular basis for the shape of the watercourse profile in the plane of the Joukowski variable these dependences coincide with the well-known exact dependences.Translated from Izvestiya Rossiiskoi Academii Nauk, Mekhanika Zhidkosti i Gaza, No. 5, 2004, pp. 94–99. Original Russian Text Copyright © 2004 by Anakhaev.     

纳子峡纤维素纤维混凝土面板坝服役期渗流特性分析

为掌握纳子峡纤维混凝土面板砂砾石坝在服役期间的抗渗情况,在纳子峡水利枢纽布置了较全面的渗流监测设备,根据纳子峡面板砂砾石坝在2016年至2018年间的渗流监测结果,对大坝坝基、坝体、周边缝、绕坝渗流及大坝渗漏量的渗流变化规律及分布特征进行了分析和评价。分析结果表明:坝基、坝体、周边缝等重点部位防渗系统工作正常,渗流量趋于稳定;绕坝渗流及大坝渗漏量符合实际渗流规律,纳子峡水利枢纽工程大坝渗流监测设计合理,能充分反映大坝不同部位的渗流情况。大坝在地震时期的渗流形态稳定,地震对面板损坏程度影响较小,面板裂缝在控制范围之内,纤维素纤维混凝土服役性能稳定,在面板混凝土中添加纤维素纤维有利于面板防渗。     

Free boundary problem of non-steady state seepage flow

１ＶａｒｉａｔｉｏｎａｌＩｎｅｑｕａｌｉｔｙＭｏｄｅｌｉｎｇｆｏｒＮｏｎ＿ＳｔｅａｄｙＳｔａｔｅＣｏｍｐｒｅｓｉｂｌｅＳｅｅｐａｇｅＦｌｏｗｏｆＷｅｌＴａｋｅａｃｏｍｐｒｅｓｉｂｌｅｐｕｍｐｉｎｇｗｅｌｉｎｔｈｅｕｎｉｆｏｒｍｉｓｏｔｒｏｐｉｃｍｅｄ...