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排水砂槽渗流试验与Signorini型变分不等式方法验证 被引量:5
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作者 白正雄 陈益峰 +2 位作者 胡冉 张勤 周创兵 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期2829-2836,共8页
排水是岩土体及工程构筑物渗流控制的主要措施之一,其实质是通过在渗流域内形成潜在溢出边界或低水位边界而实现渗流控制的。在排水渗控条件下,渗流场往往具有强烈的边界非线性特征,Signorini型变分不等式方法从理论上为稳定和非稳定排... 排水是岩土体及工程构筑物渗流控制的主要措施之一,其实质是通过在渗流域内形成潜在溢出边界或低水位边界而实现渗流控制的。在排水渗控条件下,渗流场往往具有强烈的边界非线性特征,Signorini型变分不等式方法从理论上为稳定和非稳定排水渗流问题提供了有效的分析方法,但其实际效果还需要得到试验的验证。通过开展含5个排水廊道的排水砂槽模型试验,研究了复杂排水条件下砂土渗流的基本规律,并通过试验数据与数值计算成果的对比分析,论证了Signorini型变分不等式方法的有效性和正确性。试验结果表明,在稳定渗流条件下,排水砂槽上游侧3个排水廊道对渗流控制起主导作用,而下游侧2个廊道则失去排水功能,数值计算与试验成果吻合较好;在非稳定渗流条件下,受测压管精度、砂样均匀性和毛细效应的影响,数值计算与试验成果存在一定偏差,但也较好地揭示了复杂排水条件下砂槽中的非稳定渗流特征。排水砂槽试验结果验证了Signorini型变分不等式方法的有效性和正确性,为复杂排水条件下岩土体及工程构筑物的渗控结构优化设计提供了有效的分析手段。 展开更多
关键词 砂槽模型 排水试验 非稳定渗流 Signorini型变分不等式
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低渗透油藏中不同压裂注采井网非稳态产量计算分析 被引量:4
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作者 蒲军 秦学杰 +1 位作者 苟斐斐 方文超 《石油与天然气地质》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期823-832,838,共11页
在井网压裂基础上进行注水,可以有效改善流场,增大泄油面积,是开发低渗透油藏的重要手段。快速准确预测低渗透油藏注水开发产量可以为开发优化设计奠定基础,但低渗透油藏注水开发呈现非稳态、非线性渗流特征,基于达西定律形成的油藏工... 在井网压裂基础上进行注水,可以有效改善流场,增大泄油面积,是开发低渗透油藏的重要手段。快速准确预测低渗透油藏注水开发产量可以为开发优化设计奠定基础,但低渗透油藏注水开发呈现非稳态、非线性渗流特征,基于达西定律形成的油藏工程方法并不适用。本次研究通过流场分析,来划分等效流动单元,并在此基础上考虑了油水两相渗流启动压力梯度,采用流线积分法建立了不同压裂注采井网的水驱非稳态产量解析计算方法。与物理模拟及数值模拟相比,计算方法更简单,计算速度更快,可以为低渗透油藏压裂注采方式优选及注水开发对策制定提供手段。采用本方法计算并剖析了启动压力梯度、压裂注采方式及裂缝长度对油井生产动态的影响,结果表明:启动压力梯度增大了渗流阻力,与不考虑启动压力梯度相比,油井产量更低;受流动单元控制,不同压裂注采方式的增产效果及见水时间完全不同,同时压裂注采方式的增产效果最好,能够增产3.1倍,但见水时间仅为24个月;随着压裂缝长增加,油井产量越高,但当缝长超过最佳长度,增油效果不明显。 展开更多
关键词 启动压力梯度 流线积分法 非稳态产量 渗流阻力 压裂注采方式 低渗透油藏
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崇明东滩垦区农田水利规划研究 被引量:1
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作者 黄罗春 《武汉水利电力学院学报》 CSCD 1991年第4期473-479,共7页
本文运用非恒定流的理论和方法,把河网水流和地下水渗流计算有机结合起来,按排涝、灌溉、调蓄、控制地下水位和改造盐碱地的要求,对崇明东滩垦区河网和田间排水沟进行计算讨论,计算结果为垦区农田水利规划提供了科学依据。
关键词 农田水利 规划 非恒定流
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桐柏抽水蓄能电站土石坝渗流监测及模拟分析 被引量:2
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作者 魏海云 龚宇平 李春贵 《浙江水利科技》 2009年第3期16-18,21,共4页
抽水蓄能电站库水位日变化大,导致坝体发生非稳定渗流,严重影响大坝边坡稳定。基于桐柏抽水蓄能电站上库土石坝渗流监测和数值模拟,研究库水位日变化对坝体渗流和整体稳定性的影响。研究结果表明,在最高库水位的稳定水位浸润线已形成前... 抽水蓄能电站库水位日变化大,导致坝体发生非稳定渗流,严重影响大坝边坡稳定。基于桐柏抽水蓄能电站上库土石坝渗流监测和数值模拟,研究库水位日变化对坝体渗流和整体稳定性的影响。研究结果表明,在最高库水位的稳定水位浸润线已形成前提下,库水位短暂周期性变化只会引起坝体上游侧局部浸润线位置变化,而其余绝大部位浸润线位置与最高稳定水位时浸润线位置基本相同。库水位迅速降低时,坝体将发生向上游侧渗流,对大坝前坡整体稳定性影响较大;随着库水位迅速降低,大坝前坡整体稳定系数显著减小。 展开更多
关键词 抽水蓄能电站 库水位变化 非稳定渗流 浸润线 稳定系数
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基于非稳定渗流有限差分的库岸滑坡稳定分析 被引量:2
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作者 陈林 《资源环境与工程》 2007年第5期553-557,共5页
三峡水库蓄水及水位波动,将极大地改变库岸滑坡体内的水文地质条件,库水位骤降和暴雨入渗是诱发滑坡的主要因素。目前,库水位骤降时的滑坡稳定性评价是滑坡防治中的一个难题。根据三峡水库水位调控方案,以某库岸滑坡为实例,利用有限差... 三峡水库蓄水及水位波动,将极大地改变库岸滑坡体内的水文地质条件,库水位骤降和暴雨入渗是诱发滑坡的主要因素。目前,库水位骤降时的滑坡稳定性评价是滑坡防治中的一个难题。根据三峡水库水位调控方案,以某库岸滑坡为实例,利用有限差分法模拟库水位从175 m骤降至145 m时各时段的滑坡暂态渗流场,将计算得到的暂态水压力分布用于滑坡的稳定分析,建立了渗透力作用下滑坡稳定性评价的不平衡推力法,探讨不同工况下滑坡体稳定性变化规律。研究表明:库水位下降时,坡体稳定性先减小后增大,且在库水位降低至160 m左右时滑坡的稳定性达到最低值;当暴雨强度为200 mm/d时,该库岸滑坡的临界降速1 m/d。该成果将为库区滑坡治理提供科学依据。 展开更多
关键词 非稳定渗流 有限差分 库水位下降 库岸滑坡 稳定性分析
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FREE BOUNDARY PROBLEM OF NON-STEADY STATE SEEPAGE FLOW
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作者 孙鹰 郭小明 佘颖禾 《Applied Mathematics and Mechanics(English Edition)》 SCIE EI 1999年第7期106-110,共5页
Along with the vigorous developing construction, the number of various underground engineerings is greatly increasing, such as the foundations of dams and high_rised multistored hauses, the subways and the tunnels, th... Along with the vigorous developing construction, the number of various underground engineerings is greatly increasing, such as the foundations of dams and high_rised multistored hauses, the subways and the tunnels, the water and oil wells etc., where the close attention is always paid to the seepage behaviour in the media around the structures. The variational inequality formulation and its FEM solution for the free boundary problem of 2D steady state seepage flow was given by She Yinghe et al. In this paper, a further investigation is made on the non_steady state seepage problem, by taking the seepage flow of wells as an example. The presented approach variational inequality and its FEM solution is also very beneficial to the non_steady state problems, where the transient free boundary can also be defined directly without conventional iterations. 展开更多
关键词 seepage non_steady state variational inequality
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水位降落时土石坝不稳定渗流计算
7
作者 蔡勇平 蔡勇斌 《江西水利科技》 2005年第B06期19-22,共4页
讨论了土石坝不稳定渗流计算的判别原则,分析了不稳定渗流工况下土石坝浸润线计算方法,用工程实例揭示了土石坝不稳定渗流计算的重要性.
关键词 土石坝 不稳定渗流 浸润线
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水封洞库群围岩水位变化特性研究
8
作者 喻麒 《江西水利科技》 2019年第5期329-334,375,共7页
以某水封石油洞库群地质条件为例,建立平面有限元数值模型,基于饱和非饱和非恒定流数值理论,研究渗透系数、初始地下水位及降雨补给对洞库群围岩水位影响的变化特性.研究结果表明:(1)围岩渗透系数越小,地下水位下降越不明显,对水封条件... 以某水封石油洞库群地质条件为例,建立平面有限元数值模型,基于饱和非饱和非恒定流数值理论,研究渗透系数、初始地下水位及降雨补给对洞库群围岩水位影响的变化特性.研究结果表明:(1)围岩渗透系数越小,地下水位下降越不明显,对水封条件的形成越有利;对于渗透性较大的岩体,初始水位的提高对水封条件的形成作用不大;(2)围岩渗透系数越小,洞周围岩水力梯度越大,两侧洞库围岩水力梯度整体上比中间洞库更大,初始水位的提高对围岩水力梯度的影响不大;(3)受开挖施工排水影响,洞库围岩水位降低较快,降雨补给并不能对地下水位造成明显影响,但形成的悬挂饱和区对油气的逃逸依然有一定的阻滞作用. 展开更多
关键词 水封洞库 非恒定渗流 渗透系数 水位变化 数值分析
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基于非稳定渗流过程的岩体渗透特性反演分析 被引量:24
9
作者 刘武 陈益峰 +1 位作者 胡冉 周创兵 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期362-373,共12页
考虑岩土体渗流场在工程施工及运行过程中的动态特征,依据水头和流量2类测点的实测时间序列数据,建立基于正交设计、非稳定渗流正分析、BP神经网络和遗传算法相结合的非稳定渗流场反演分析方法,在一定程度上体现了多目标优化、全过程反... 考虑岩土体渗流场在工程施工及运行过程中的动态特征,依据水头和流量2类测点的实测时间序列数据,建立基于正交设计、非稳定渗流正分析、BP神经网络和遗传算法相结合的非稳定渗流场反演分析方法,在一定程度上体现了多目标优化、全过程反演的特点,较好地解决了岩体渗透系数反分析的唯一性与可靠性问题。为了避免在反问题中由于利用水头和流量2种类型观测资料所带来的量纲问题,将水头和流量时间序列数据误差项归一化后构造量纲一化的目标函数,并在目标函数中引入权系数w,从而避免寻优时某一类型观测信息占优。针对长河坝水电站基坑施工期涌水问题,根据施工期各渗压计、基坑渗漏量实测时间序列资料和上游河水变化过程曲线,采用上述方法反演了坝基岩土体的渗透系数。反演分析结果表明:渗压、流量测点的实测和计算时间序列数据吻合较好,反演给出的各岩土体渗透系数与现场钻孔压水试验得到的岩体渗透特性分级相符,从而论证了该反演分析方法的可行性和反演结果的可靠性。研究结果为进一步评价大坝正常蓄水后坝基防渗体系的有效性提供了依据。 展开更多
关键词 岩石力学 反分析 正交设计 非稳定渗流 BP神经网络 遗传算法 长河坝水电站
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惠州地下水封油库三维非恒定渗流场研究 被引量:11
10
作者 蒋中明 冯树荣 +1 位作者 赵海斌 曾铃 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2012年第2期334-338,344,共6页
水封地下油库渗流场的分布是油库区地下水管理和油库运行方案的基本依据之一。为了解惠州水封地下油库区地下水在施工期和运行期的变化情况,应用三维非恒定流数值方法对复杂水文条件下的洞库区渗流场进行模拟,分析了不同初始地下水位条... 水封地下油库渗流场的分布是油库区地下水管理和油库运行方案的基本依据之一。为了解惠州水封地下油库区地下水在施工期和运行期的变化情况,应用三维非恒定流数值方法对复杂水文条件下的洞库区渗流场进行模拟,分析了不同初始地下水位条件对洞库区围岩渗流场的影响,探讨了施工期水幕系统不注水条件对油库运行的影响。研究表明:储油主洞开挖期间,水幕系统不注水将导致洞库围岩出现大范围的非饱和区,从而影响洞库多品种油品的储存。运行期水幕注水时的水封效果良好,洞库区围岩在进行灌浆处理后的涌水量较小。 展开更多
关键词 水封油库 水幕系统 围岩渗压 非恒定渗流分析
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岩体裂隙网络非稳定渗流分析与数值模拟 被引量:10
11
作者 叶祖洋 姜清辉 +1 位作者 姚池 周创兵 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期1171-1178,1190,共9页
针对裂隙岩体的非稳定渗流问题,通过将Darcy定理扩展到包含干区的整个裂隙网络区域,并令潜在溢出边界条件为Signorini型互补边界条件,将湿区上的非稳定渗流问题转化为全域上的一个新的初边值问题。为降低试探函数选取的难度,建立与定义... 针对裂隙岩体的非稳定渗流问题,通过将Darcy定理扩展到包含干区的整个裂隙网络区域,并令潜在溢出边界条件为Signorini型互补边界条件,将湿区上的非稳定渗流问题转化为全域上的一个新的初边值问题。为降低试探函数选取的难度,建立与定义在整个裂隙网络区域上的偏微分方程(PDE)提法等价的抛物型变分不等式(PVI)提法,并给出裂隙网络非稳定渗流分析的有限元数值分析格式和迭代算法,与砂槽模型试验数据的对比分析,验证其有效性。最后,将文中发展的计算方法应用到含复杂裂隙网络的边坡非稳定渗流分析,计算结果很好地反映出边坡内部自由面随库水降落的变化规律,并能准确地描述裂隙网络内部渗流运动特征及流量分布的不均匀性。 展开更多
关键词 裂隙网络 非稳定渗流 自由面 变分不等式 数值模拟
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非稳定渗流问题的变分不等式方法及工程应用 被引量:7
12
作者 胡冉 陈益峰 +1 位作者 周创兵 李典庆 《水动力学研究与进展(A辑)》 CSCD 北大核心 2011年第2期239-251,共13页
Signorini型变法不等式方法是求解有自由面渗流问题的一种新方法,该方法理论基础严密,并克服了渗流溢出点的奇异性。通过给出一种含有Signorini型互补条件的抛物变分不等式(PVI)方法,将Signorini型变法不等式方法从稳定渗流分析拓展到... Signorini型变法不等式方法是求解有自由面渗流问题的一种新方法,该方法理论基础严密,并克服了渗流溢出点的奇异性。通过给出一种含有Signorini型互补条件的抛物变分不等式(PVI)方法,将Signorini型变法不等式方法从稳定渗流分析拓展到非稳定渗流分析,并给出了其有限元数值计算格式和数值模拟流程。在此基础上,针对已有的砂槽模型试验数据,通过对比研究基于PVI方法的非稳定渗流分析成果和饱和-非饱和渗流分析结果,论证了该方法的有效性,并讨论了该方法的适用条件。最后,应用上述方法对含有复杂渗控措施的水布垭工程开展了非稳定渗流分析,通过与大坝坝体、趾板、灌浆廊道围岩、地下厂房围岩等部位实测渗压数据和坝后量水堰实测流量数据的对比分析,表明计算结果很好地反映了水布垭工程厂、坝区岩土体在蓄水及运行过程中渗流场的变化规律,系统揭示了混凝土面板、防渗帷幕、排水孔幕及排水廊道等工程渗控措施的渗流控制效应。研究成果对于含有复杂渗控措施、并具有稳定补给源的岩土工程非稳定渗流分析具有指导意义。 展开更多
关键词 非稳定渗流 变分不等式 有限元模拟 渗流控制 水布垭工程
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高堆石坝水力耦合模型及工程应用 被引量:5
13
作者 陈益峰 胡冉 +2 位作者 周嵩 周伟 周创兵 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1340-1347,共8页
建立了高面板堆石坝非线性变形与非稳定渗流的水力耦合模型。该模型分别采用邓肯E-B模型和抛物Signroini型变分不等方法模拟堆石体的非线性应力变形过程和非稳定渗流过程,并通过修正的Kozeny-Carman模型表征堆石体的渗透特性对变形和围... 建立了高面板堆石坝非线性变形与非稳定渗流的水力耦合模型。该模型分别采用邓肯E-B模型和抛物Signroini型变分不等方法模拟堆石体的非线性应力变形过程和非稳定渗流过程,并通过修正的Kozeny-Carman模型表征堆石体的渗透特性对变形和围压的依赖关系。在面板渗透系数反演分析的基础上,应用上述模型对水布垭面板堆石坝进行了渗流–变形耦合分析。通过对数值模拟结果与实测数据的对比分析,表明因面板的绝对防渗作用,堆石体中的水力耦合效应并不显著,且上述模型可在一定程度上揭示堆石坝的渗流及变形发展趋势;但因忽略了流变、湿化、室内试验参数的尺寸效应以及非饱和渗流等,上述模型也存在较为突出的局限性。研究成果对于高面板堆石坝的水力耦合分析具有一定指导意义。 展开更多
关键词 面板堆石坝 水力耦合 非稳定渗流 非线性变形 数值模拟
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三维裂隙网络非稳定渗流分析的变分不等式方法 被引量:5
14
作者 叶祖洋 姜清辉 +1 位作者 姚池 周创兵 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期878-887,共10页
为了求解裂隙岩体有自由面非稳定渗流问题,将Darcy定律延拓至整个研究区域,使得潜在溢出边界条件满足Signorini型边界条件,建立了三维裂隙网络非稳定渗流问题的抛物型变分不等式(parabolic variational inequality,PVI)提法,并证明其与... 为了求解裂隙岩体有自由面非稳定渗流问题,将Darcy定律延拓至整个研究区域,使得潜在溢出边界条件满足Signorini型边界条件,建立了三维裂隙网络非稳定渗流问题的抛物型变分不等式(parabolic variational inequality,PVI)提法,并证明其与偏微分方程(partial diferential equation,PDE)提法的等价性,从而将自由面上的流量条件以及潜在溢出边界上的互补条件转化成自然边界条件,降低该问题求解难度.同时给出了基于PVI提法的有限元数值求解方法,通过与交叉裂隙模型理论解的对比分析,证明了该方法的正确性.最后将该方法对含复杂三维裂隙网络的边坡进行非稳定渗流分析,计算结果表明该方法对于复杂裂隙网络求解具有较强的可靠性和适应性. 展开更多
关键词 三维裂隙网络 非稳定渗流 自由面 变分不等式
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南京地铁中胜站明挖基坑降水设计与施工
15
作者 徐振龙 王炳华 胡云峰 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2005年第z1期577-581,共5页
针对南京地铁中胜站典型的二元化地质概化模型,分析承压不完整井在非稳定流和干扰状况下的工作机理,提出了一套相对完善的计算设计方法,计算结果与施工监测结果基本吻合。该方法可为类似工程的设计和施工提供参考。
关键词 深基坑 地基降水 承压水 非稳定流 不完整井
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水封油库地下水位动态变化特性数值研究 被引量:15
16
作者 蒋中明 冯树荣 +2 位作者 曾铃 赵海斌 梅松华 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1780-1785,共6页
为认识水封石油洞库区地下水位的动态变化过程,以黄岛地下水封石油洞库的基本地质条件为依据,采用饱和非饱和非恒定流数值分析方法,对水封油库在施工期和运行期可能出现工况下的地下水位变化情况进行了全过程数值仿真计算,分析了不同时... 为认识水封石油洞库区地下水位的动态变化过程,以黄岛地下水封石油洞库的基本地质条件为依据,采用饱和非饱和非恒定流数值分析方法,对水封油库在施工期和运行期可能出现工况下的地下水位变化情况进行了全过程数值仿真计算,分析了不同时期洞库区附近岩体的地下水位分布特点及变化过程。研究表明水封油库区内的地下水位变化过程主要受岩体渗透系数、洞库开挖方式和运行方式的影响;当洞库区岩体渗透系数大于1.0×10 7m/s时,洞顶上方岩体中的地下水将被疏干,必须设置水幕系统来保证洞库的水封效果。 展开更多
关键词 水封油库 非恒定渗流 地下水位变化特性 数值分析 水幕系统
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堤坝非稳定渗流观测资料分析方法 被引量:5
17
作者 刘子方 孙辉 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1807-1811,共5页
堤坝在实际运行中由于上游水位的不断变化,渗流状态是非稳定渗流。由于其边界条件复杂多变,参数很难确定,使得非稳定渗流的求解变得非常困难。在目前观测资料渗流分析中,仍采用稳定渗流方法。应用非稳定渗流理论,借鉴目前简单边界已有... 堤坝在实际运行中由于上游水位的不断变化,渗流状态是非稳定渗流。由于其边界条件复杂多变,参数很难确定,使得非稳定渗流的求解变得非常困难。在目前观测资料渗流分析中,仍采用稳定渗流方法。应用非稳定渗流理论,借鉴目前简单边界已有的结果,提出了一个新的非稳定渗流近似计算模型。利用已有测压管观测资料,求出非稳定渗流的半经验半理论公式的近似解,并进一步求出测压管水位在上游水位逐日变化的情况下,测压管水位日变化量的计算方法。用此方法计算了实例,与观测结果符合良好,计算值与实测值误差很小,一般仅几厘米,成果理想。求出近似的位势值,比较不同年份位势的变化,可作为工程防渗能力变化及防渗能力的评价指标,用于评价工程防渗状态的变化,应用于大坝安全监测评价中。 展开更多
关键词 大坝 非稳定渗流 观测资料 分析方法
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