摘要：低雷诺数下岩石光滑裂隙渗流流量可用立方定律描述,而气孔构造岩石裂隙的渗透特性与之不同,需进一步研究。为此,首先开展了气孔构造裂隙渗透试验,获得了气孔构造单裂隙渗流流量与不同水力坡降、等效水力缝宽、气孔最大深度、气孔等效直径、气孔面积占比5个因素共382组试验数据;然后分别采用传统的回归分析和新出现的机器学习算法对试验数据进行分析,研究气孔构造岩石裂隙渗流量预测方法,通过回归分析,得到气孔构造裂隙渗流量预测公式;最后基于机器学习中的随机森林算法,建立了气孔构造岩石裂隙渗流流量预测模型,并分析了影响气孔构造岩石裂隙渗流量的各因素的重要性。结果表明:影响气孔构造岩石裂隙渗流流量的主要因素为水力坡降和等效水力缝宽,其他影响因素的重要性之和小于15%;回归所得流量预测公式形式简洁,抓住了主要影响因素,但其拟合优度不是很高(R^(2)=0.90),这是因为回归分析会忽略其中的次要影响因素;随机森林预测模型包含次要因素的影响,预测效果(R^(2)=0.97)显著优于回归预测公式,在预测复杂裂隙构造渗流量预测方面更有优势。

摘要：挡土墙背土压力的大小与分布是挡土墙设计的普遍关心的问题。由于边界条件、墙背摩擦等的影响,墙背土压力呈现非线性分布特征。而现有几种考虑土拱效应的土压力计算方法,其准确性有待验证。利用开发的挡土墙土压力试验装置,配合椭圆钢棒相似土进行了二维可视化模型试验。采用钢棒相似土配合载荷计测试的方法,精确测量土压力变化,解决了土压力盒测试侧向土压力往往存在较大误差的问题。对静止条件和主动平移模式两种情况下的土压力分布进行了模拟与实测,并与应用现有几种理论方法的计算结果进行对比。由于墙背摩擦以及土拱效应的影响,静止和主动土压力均呈非线性分布,静止土压力实测值小于理论值,实测主动土压力值与Paik法数据吻合较好。由于受墙壁摩擦影响,墙后滑移面倾角小于理论破裂面倾角,且墙壁摩擦引起的应力偏转导致弧形滑移面的发展。

摘要：基于经典的颗粒一维运移模型,建立了考虑筛滤效应与吸附效应的双重沉积模式颗粒三维迁移模型.通过拉普拉斯变换和傅里叶变换,导出了一维渗流和三维弥散条件下饱和半无限多孔介质中颗粒迁移通解.根据半无限体表面点源注入情形下的基本解,通过积分方法得到圆形面源注入情形下的解析表达式.通过解的退化及对突破曲线的参数反演验证了解的正确性.分析了圆形面源恒定浓度注入情况下水动力弥散系数、筛滤系数、颗粒吸附系数、释放系数等参数对颗粒迁移过程的影响机理.研究结果表明:水动力弥散效应加速了颗粒物的迁移,使得突破时间变快,峰值浓度变高.筛滤系数和颗粒吸附系数的越大,颗粒释放系数越小,颗粒物在固体基质上的沉积越多,孔隙中颗粒峰值浓度越小.圆形面源恒定浓度注入情况下,在颗粒注入期间,多孔介质中颗粒物浓度随时间增大而增大,随深度增加而减小并趋于0.在颗粒停止注入后,多孔介质中颗粒物浓度随时间增大而减小,在深度上存在浓度峰值,浓度峰值所处的深度随时间增加而增加.