摘要：以某海岛地下水封油库项目为工程依托,基于达西定律和溶质运移相关理论,利用有限元软件COMSOL分析在不同设计方案下洞室渗流场的变化情况,对洞室的水封安全性做出评价,并研究了库区海水入侵的发展程度。研究表明:该项目需要设置水平水幕,且水平水幕的设计压力值不应小于0.2 MPa,主洞室埋深变化对水封性影响较小,建议埋深为-45 m;在主洞室全开挖未储油的情况下,海水会入侵至主洞室内,呈现先快后慢、从主洞室底部侵入的特点。

摘要：地下水封石油洞库是通过人工开挖建于地下,利用稳定地下水的水封作用密封储存在洞室内的石油。具有占地少、投资少、损耗少等优点,但对地下水环境影响相对较大。为评价地下水封石油洞库施工期和运营期对地下水环境的影响,以某大型地下水封石油储库为研究对象,结合现场试验数据,利用GMS软件,建立了非均质、各向异性、三维非稳定地下水流模型和溶质运移模型。研究结果表明:有水幕系统时预测水位高于设计水位3 m以上,可以保证洞库的水封效果,且石油局限于洞室周围不外泄,为后期制定地下水污染防治措施及长期监测计划提供了依据。

摘要：以某市地表水厂配水管道穿越堤防为研究对象,利用水工结构有限元分析系统(AutoBANK v7.7),建立管道穿越堤防数值模拟。通过在定向钻穿堤管道出土点基坑处沿管道布置截渗环,分析截渗环对堤防的渗流场影响及穿越后压密注浆的检测分析效果。研究结果可以对管网穿越工程的设计、施工以及其他行业管道的规划、建设和施工提供重要的技术支撑和参考。

摘要：针对平原水库土工膜稳定及渗漏等问题,结合珠江三角洲某土工膜防渗平原水库实际工程,建立渗流有限元模型,模拟施工和运行过程中土工膜破损和缺陷情况,分析土工膜缺陷对库底土工膜膜体稳定性和渗漏量的影响。结果表明:平原水库库内未储水时,土工膜缺陷对平原水库渗流场和库底土工膜稳定性的影响甚微;当库内及外江水位均处于高水位时,缺陷处膜下压力水头最大,但土工膜仍可维持稳定;当土工膜缺陷距离排水盲管30 m,且缺陷孔径为0.5~3.0 cm时,孔径变化对缺陷处渗漏量的影响较小,但缺陷数量和位置对缺陷处总渗漏量影响显著。

摘要：海底隧道衬砌结构在承担地层荷载的同时还要承担一定的水压力,而适当的排水有助于发挥注浆圈的加固作用,实现衬砌背后水压力有效折减和变形控制,因此“堵水限排”已成为海底隧道防排水设计普遍遵循的设计理念。依托青岛胶州第二海底隧道穿越F2断裂带工程背景,采用FLAC 3D流固耦合方法,对堵水限排条件下围岩渗流场、洞周稳定性和衬砌水压力分布规律开展研究。结果表明,注浆圈可以有效减小开挖对渗流场的影响,随着注浆参数的增强,开挖对孔隙水压力的影响集中于注浆区域且趋于平缓;注浆厚度为5 m,n=0.02时,堵水效果较好且较为经济;排水率增大可以有效降低衬砌水压力,水压力最大值出现在拱脚,在拱脚设置排水孔更利于衬砌结构安全。

摘要：随着水库工程的兴建,库区堆积层滑坡变形失稳的问题日益突出。该类滑坡变形往往发生在库水位下降期,且在降雨作用下更加明显,库水位下降与降雨共同作用下滑坡的渗流-变形机制是其中的关键科学问题。以三峡库区万州石龙门滑坡为原型,通过设计物理模型试验,分析在库水位下降叠加不同强度降雨作用时,坡体的宏观现象及坡内的压力变化,揭示了堆积层滑坡在复杂水文条件下的渗流-变形机制。库水位下降对坡体前缘渗流的控制作用更加明显,而降雨会显著抬升坡体中后部水头,两者联合会增大坡内水力梯度从而诱发坡体变形。此类滑坡在库水位下降时的渗流-变形机制为:无降雨作用时,受坡体内外水头差影响仅出现浅层的坡表冲刷型作用,在联合降雨作用下,则转为动水压力型作用,在百年一遇暴雨条件下,坡体在高水位附近出现裂缝,进而发生整体变形,最大位移量可达58.3 mm。本研究成果可为复杂水文条件下堆积层滑坡风险防控提供理论依据。

摘要：在地热资源丰富的地区,需要研究不同地下水流系统发育模式下渗流场和温度场的互相影响。基于二维潜水盆地多源汇的数值模拟和室内砂箱实验,改变降雨入渗强度,通过砂箱底部加温研究上下边界不同温度差条件下的渗流场和温度场的变化。研究结果表明:①随着降雨入渗强度加大,地下水流速增大,地下水流系统由单一区域系统向复杂的局部+区域、局部+中间+区域多级嵌套系统转化,水流对温度的再分配影响变大;②补给区等温线受下降水流影响下移,排泄区等温线受上升水流影响上抬,其中区域补给区和区域排泄区温度变化幅度最大;③砂箱底部加热后,含水层潜水面下降,地下水流速增大,流线循环深度整体变大,滞留带范围缩小。温度差是地热丰富地区的地下水流系统研究中不可忽视的驱动力。

摘要：海底隧道三孔并行是基于隧道施工技术及使用功能性要求设计的。目前对单孔及双孔海底隧道渗流场研究较多,但对三孔并行海底隧道渗流场研究较少,且对由单孔变为多孔隧道之间的泄压规律少有研究。依托青岛胶州湾海底隧道工程,采用FLAC 3D对三孔并行隧道涌水量及隧道之间泄压作用进行分析。计算结果表明:(1)三孔并行隧道之间的涌水量与渗透系数和隧道面积比存在线性关系;(2)由于隧道间的泄压作用,三孔并行隧道孔隙水压力分布在0~300 kPa范围内的分布形式与单孔不同,主隧道内侧的泄压作用比外侧明显,距离中间隧道越远泄压作用越小;(3)泄压作用的存在使得主隧道最大孔隙水压力方向相对单孔发生偏转约30°,角度随面积比增大而增大,随间距增大而减小;(4)最大孔隙水压力梯度位置在距主隧道圆心2倍半径范围内偏离轴线约30°,在3~7倍半径范围内回到中间隧道轴线处。

摘要：为了研究不同防排水体系下海底隧道的渗流场分布及隧道变形特征,以复杂地质条件下汕头湾海底隧道陆域段为例,针对目前设计方案提出的两种防排水型式,考虑隧道流固耦合效应,采用室内试验参数标定与数值模型相结合的方式,研究了防排水型式对隧道稳定性的影响。考虑到地质条件的复杂性,分析了不同围岩级别对衬砌结构水压力、应力场及位移场的影响规律。结果表明:试件在室内试验压缩作用下,主要产生剪切破坏,破坏面与最大主应力作用面夹角约70°,周围伴有局部的张拉裂纹;数值模拟中岩体破裂形态和试验结果高度一致,破裂角度相同,峰值强度吻合,变形曲线误差在允许范围之内;衬砌结构各部位孔隙水压力绝对值的大小关系为:仰拱>边墙>拱顶,半包型防排水体系相对于全包型防排水体系其边墙与仰拱交接部位更容易出现应力集中现象;受断裂带的影响,Ⅳ级和Ⅴ级围岩区段孔隙水压力、应力以及变形量远远大于Ⅱ级围岩区段,Ⅳ级和Ⅴ级仰拱部位水压力值过大,应加设泄水阀,以达到控制排水、降低衬砌结构水压力的目的。半包型防排水体系要优于全包型防排水体系,因此对于类似的海底隧道陆域段,建议采用半包型防排水体系。

摘要：地下水含盐量不同会影响土体的热力学性质,探究渗流条件下地下水含盐量对基坑坑底冻结温度场的影响,可为市政地下工程、矿井工程、海底隧道建设等提供科学依据。运用COMSOL水热耦合模块对含盐量不同的地下水基坑坑底冻结温度场发展规律进行研究,通过对比冻结壁的厚度和路径分析得到渗流条件下地下水含盐量对基坑坑底冻结温度场的影响规律。研究结果表明:当地下水含盐量>3%时,渗流对基坑坑底冻结帷幕的形成影响较大,相较于上游,下游区域受到的影响更明显;随着地下水含盐量的增加,积极冻结40 d后冻结帷幕温度逐渐升高,降温速率逐渐减慢,形成的冻结帷幕厚度也逐渐变薄,含盐量越高,冻结效果越差,降温速率越慢。