水力劈裂是指由于岩体裂隙水压力升高，引起岩体裂隙发生与扩展的一种物理现象。在p-Q曲线上的反映就是流量的突然变化。压力流量曲线中如存在流量突变区间，那么流量突变区间的起始点对应的水压力可以判断为岩体发生水力劈裂的临界压力。依此类推，随着孔内压力的继续增加，又会形成第三、第四破裂圈。对于工程岩体来说，确定水力劈裂范围的大小应该被提高到与产生水力劈裂的劈裂压力相同的高度来重视。...
2023-06-28 理论教育
工程渗流理论研究与实践
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数值试验成果及分析详细阅读
图10.10为铅直初始应力0.2MPa、水平初始应力0.1MPa，孔隙压力升高0.5MPa，变形模量1.0GPa，渗透系数1.0×10-5cm/s条件下的位移矢量图。表10.3～表10.5分别为数值试件在方案一、方案二和方案三条件下的计算成果。其他条件相同情况下，岩体中的孔隙水压力水头由10m升高到150m后，其体积应变增加了2个数量级。图10.11孔隙压力增量与体积应变关系图10.11表明在初始应力、渗透系数及变形模量各不相同的情况下，数值试件的体积应变与孔隙水压力增量之间呈显著非线性变化关系。...
2023-06-28 理论教育
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洞库区地下水位动态变化过程解析详细阅读
水封油库洞库区的地下水位变化对洞库的运行有着至关重要的影响。图13.5给出了不注水条件下洞库开挖后不同时期的地下水位变化过程图。对比图13.5和图13.6可发现，洞库一次开挖和分步开挖最终形成的地下水位基本一致，但其中间变化过程却不相同。图13.8还表明在维持0.2MPa储油压力作用下洞库运行50年，洞库上方地下水位将经历一个较为缓慢的下降过程，并逐步稳定在距离洞顶25m位置处。...
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劈裂压力试验分析详细阅读
岩体的水力劈裂现象通常指岩体在高压水作用下，流量产生突然增加的现象。图4.7表明1号试验孔断层段在中速法第一次高压压水条件下发生了三次较大规模的水力劈裂现象，第一次劈裂时的压力为3.0MPa，第二次劈裂时的压力为5.5MPa，第三次劈裂时的压力为6.5MPa。...
2023-06-28 理论教育
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非饱和热流固耦合理论详细阅读
基于线性化的湿-热弹性理论，建立热流固耦合的本构方程、水和气体的渗流微分方程以及能量方程。含相变过程的热流固耦合非饱和渗流在现代岩土力学中有非常重要的应用价值，特别是核废料存储库缓冲区的分析计算、冻土带路基融化的耦合过程分析中意义重大。非饱和情况下，整体研究区域由固、液和气三相构成。对于地下水非饱和带，气体一般是空气。...
2023-06-28 理论教育
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流固耦合理论及其应用前景详细阅读
流固耦合理论最早用于研究土体的固结问题。近年来，流固耦合理论在地基固结沉降变形、深埋高压水工隧洞稳定性、边坡稳定性分析、注水采油、水库诱发地震和核废料地质存储库研究中得到了越来越多的重视，其应用前景也越来越广阔。因此，流固耦合问题分析的实质就是要分析应力和渗流各自变化对饱和连续孔隙介质系统整体的影响。连续多孔介质流固耦合问题求解的控制方程包括平衡方程、连续方程和状态方程。...
2023-06-28 理论教育
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控制方程求解的方法与优化详细阅读
式即为动态分析中实际求解的有限元代数方程组。由于式考虑了渗透张量与应力的耦合关系，即使采用弹性本构模型，式也是一个非线性方程组，仍需在每一个计算时步内迭代求解。当然与式相比，式消除了自由面边界非线性的影响，非线性仅来源于随应力的变化，非线性程度减弱了，因此数值分析的计算量也减小了，收敛性也可以保证。...
2023-06-28 理论教育
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涌水量与扬压力的关系的介绍详细阅读
上、下游主排水孔是控制坝基扬压力的关键措施。涌水量长期过大可能导致坝基产生渗透变形。其原因是上游主排和第一辅排的排水量大，坝基扬压力降低值大。图8.9为坝基排水孔不同涌水量与坝基总扬压力关系。...
2023-06-28 理论教育
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各向异性渗流的定律与应用详细阅读
一般来说岩石不是各向同性的，而是各向异性的，即渗透率与方向有关。对于各向异性岩石，达西定律仅在局部成立。在忽略重力条件下，使用渗透率张量表示的达西定律为其中，张量分量中双下标的前者表示流体流动方向，后者为压力梯度方向。式的分量形式为图1.6渗流速度分量示意图式表明，在空间各向异性条件下，存在压力梯度与渗流速度不共线的现象。...
2023-06-28 理论教育
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区域变化变量属性的优化方法详细阅读
区域化变量是一种随机函数，能同时反映地质变量的结构性与随机性。克里金插值方法，从统计意义上说，是从区域化变量相关性和变异性出发，在有限区域内对区域化变量的取值进行无偏、最优估计的一种方法；从插值角度讲是对空间分布的数据求线性最优、无偏内插估计的一种方法。克里金插值法的适用条件是区域化变量存在空间相关性。即若区域化变量是各向同性的，则其权系数也有对称性；若区域化变量是各向异性，则权系数也不对称。...
2023-06-28 理论教育
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多场耦合渗流理论：理论与应用探讨详细阅读
耦合是指多孔介质中两个及两个以上的过程相互影响的一种现象。由于多孔介质中不同物理量之间相互影响的程度存在较大的差异，工程分析有时只考虑其中一种因素，而对另一种因素的影响予以忽略，即仅考虑单向耦合。热流耦合理论用于热源开发、岩浆流以及深层油藏的开发等问题，特别是多孔介质中的自然对流。...
2023-06-28 理论教育
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黑麋峰岔管段围岩高渗透性试验研究详细阅读
黑麋峰抽水蓄能电站高压岔管区埋深215m，紧邻F15断层。为研究高压岔管两高压引水隧洞在一洞运行一洞检修情况下岩体渗透特性，对岔管区岩体进行了高压压水试验。图3.4为高压压水试验平面布置图，图3.5和图3.6为测试孔孔内结构布置图。已知试验孔直径0.11m，试验孔压水段长度10m，试验孔和渗压孔间距5m。同时高水压引起的水力劈裂会引起裂隙岩体高压渗透系数取值的急剧增加。...
2023-06-28 理论教育
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土水特征曲线解析与优化详细阅读
表9.1非饱和土水特征曲线的测定方法及适用范围离心法具有快速高效并且能测定高吸力值等特点。根据不同转速对应的基质吸力值、体积含水量就可拟合土水特征曲线。目前国内外使用最为普遍土壤水分特征曲线方程是VG模型。...
2023-06-28 理论教育
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降雨入渗曲线分析详细阅读
降雨入渗主要受到时间和空间两个因素的影响，是一个动态的变化过程。边坡降雨入渗量取决于土体的初始含水率，降雨强度和降雨持时以及地表径流量。大量实验表明，降雨入渗曲线是一条递减曲线，见图9.2。图9.2降雨入渗曲线图9.3典型含水率分布剖面分区当均质土体地表为有积水入渗时，典型含水率分布剖面从上往下可分为4个区：饱和区，过渡区，传导区，湿润区。...
2023-06-28 理论教育
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抗渗强度的确定方法优化详细阅读
无黏性土的抗渗强度主要决定于其颗粒组成。自然界中土的颗粒组成的变化范围很广泛，渗透破坏的型式多种多样，因而在抗渗强度的确定方面至今尚不可能用某一多因素的函数式来表达，目前只能将无黏性土先按渗透破坏型式分类，然后分别给出计算公式。多适用于Cu＞5的土，其抗渗强度计算公式为式中：Gs为土粒密度与水的密度之比，即比重；φ为土体孔隙率。...
2023-06-28 理论教育
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考虑应力状态影响的渗透变形试验方法详细阅读
参考《土工试验规程》中的研究考虑岩土体应力状态影响的渗透变形试验方法。预计即将达到临界水力梯度的时候应特别留意试验现象。当试验现象出现较激烈变化的情况时，应对试验水头的提高速率予以降低。对临界水力梯度的判断应当以试样表面出现细小颗粒跳动时为准。...
2023-06-28 理论教育