一、无粘性土中管涌的临界水头梯度研究（论文文献综述）
卢诏宇[1]（2020）在《自适应应力条件下散粒土管涌机理研究》文中进行了进一步梳理渗透破坏是导致大量水利工程失稳破坏的主要原因,渗透破坏表现形式主要为管涌破坏,管涌破坏的实质是土体内部细颗粒发生流失,是土体在渗流场、应力场、应变场等多场耦合的作用下发生的,为了研究管涌发生过程中,细颗粒的流失、应力、管涌发展相互之间的影响,利用自制的管涌试验装置系统开展了向上渗流无粘性土的管涌试验,探索了管涌发展过程中应力的变化的管涌发展规律的影响。利用PFC3D数值模拟软件生成四组不同细颗粒含量的颗粒模型,在相同围压条件下、不同围压条件下、不同细颗粒含量删除等多种条件下对四组颗粒模型进行应力应变模拟。（1）研制了管涌侵蚀试验系统,改进了压力体积控制系统,以前的试验系统需要用砝码等来进行压力加载,围压需要使用水气交换罐来完成,试样的体积变化量需要经过公式换算,此试验系统只需要在计算机上的软件中输入目标围压与目标轴压,压力控制器就能自动加载达到目标压力,而试样体积变化量只需在计算机软件中读出记录即可,试验更加方便,能实时的观测到土体试样内部管涌的进程。（2）利用自制的管涌侵蚀试验系统,开展了散粒土管涌侵蚀试验,基于试验所得到的结果,分析了渗流流速随水利梯度的变化规律以及渗透流量随时间的变化规律。进一步揭示了管涌过程中管涌侵蚀速率与土体试样应力状态之间的关系,应力状态的改变对管涌的发生发展有较大的影响。（3）基于PFC3D数值重构技术,对生成的颗粒模型切片,从颗粒模型内部研究细颗粒的分布。揭示了不同孔隙率与不同细颗粒含量下,颗粒模型内部细颗粒的排布情况,以及细颗粒与周围颗粒的接触情况。（4）基于PFC3D数值模拟技术,对相同初始条件的颗粒模型进行不同围压条件下的三轴剪切模拟,揭示了围压对于颗粒模型内部稳定状态的影响规律。（5）基于PFC3D数值模拟技术,分别进行了加载前和加载后,突然对颗粒模型进行一定含量的细颗粒剔除后,颗粒模型的强度变化,探索细颗粒流失量对于颗粒模型的强度的影响规律。并与杨咏梅的室内试验得到的结果进行对比。
雷鹏博[2]（2020）在《岩溶隧道充填型隐伏溶洞渗透破坏机理及涌突水演化过程研究》文中研究说明随着经济的快速发展和基础建设的逐步完善,我国隧道工程得到高度发展,隧道修建所面临的岩溶地质环境复杂多变,在隧道建设过程中经常遭遇充填型隐伏溶洞引发涌突水地质灾害,对施工人员和设备造成严重威胁。本文通过文献查阅、理论分析和室内试验等方法,对充填型隐伏溶腔渗透破坏机理及涌突水演化过程进行深入研究,主要研究工作和取得的进展如下:（1）从地表负地形、地质构造、可溶岩空间展布三方面分析隐伏溶洞赋存的岩溶地质条件;抽象概括了隐伏溶洞的发育扩展过程及充填介质特征;从储存介质能量、隔水阻泥结构稳定性、人工扰动三方面分析了隐伏溶洞涌突水的激发条件;依据溶洞充填介质特征、涌水频率、隔水阻泥结构特征将涌突水灾害划分为八种不同类型。研究结果为隐伏溶洞充填介质渗透破坏机理及涌突水演化过程的研究提供一定的理论基础。（2）从颗粒迁移流失的角度出发研究充填介质的渗透破坏特征,将充填介质渗透失稳过程划分为管涌破坏阶段、涌水（砂）通道扩展阶段和突水（砂）阶段。基于河流动力学的相关理论,针对管涌破坏阶段建立一种多层螺旋毛管模型,考虑颗粒级配及细颗粒含量确定毛管模型的层次,进一步分析渗流力的影响,在此基础上对可动颗粒进行受力分析,通过力矩平衡分析可动颗粒临界起动流速。针对涌水（砂）通道扩展阶段建立一种圆形截面通道模型,通过对通道边壁颗粒进行三维受力分析,依据力矩平衡确定通道边壁颗粒的临界起动流速。以渗透率的变化作为两个阶段联系的桥梁,突水（砂）阶段是通道扩展到一定程度之后的结果。通过实际工程案例对充填介质渗透破坏理论进行了验证。（3）研制了“隐伏溶洞涌突水演化过程及充填介质破坏特征”模拟试验装置,该装置主要由四部分组成,包括沉积储存装置、突水开关控制装置、流水槽装置和泥水体回收装置。通过观察试验现象,依据流速、喷距的变化将涌突水过程划分为四种,包括渗-涌-突水（砂）模式、涌-突水（砂）模式、突水（砂）模式、渗-突水（砂）模式。涌突水过程中水流状态的发展演化是充填介质渗透失稳的外在表现,间接说明了充填介质渗透破坏理论分析的合理性。（4）通过室内试验分析了介质上覆水头高度、介质沉积高度、介质类型和介质颗粒级配特征对隐伏溶洞涌突水过程持续时间的影响规律。研究结果表明,颗粒级配和介质种类对渗水（砂）阶段影响明显:细砂、中砂颗粒含量与持续时间的关系可用多项式函数表示,泥沙型介质持续时间大于砂砾型。介质沉积高度和介质类型对涌水（砂）阶段影响明显:砂砾型和泥沙型介质沉积高度与涌水（砂）持续时间呈正相关,泥沙型介质持续时间小于砂砾型。介质颗粒级配和沉积高度对突水（砂）阶段影响明显:细砂颗粒含量与持续时间的关系可用多项式函数表示,砂砾型介质沉积高度与持续时间呈先增大后减小的关系。（5）通过室内试验分析了介质上覆水头高度、介质沉积高度、介质类型和介质颗粒级配对隐伏溶洞充填介质破坏区范围及破坏形态的影响规律。研究结果表明,沿突水方向破坏区范围:泥沙型介质在不同上覆水头高度下破坏范围几乎不变,砂砾型介质沉积高度与破坏范围呈正相关,砂砾型介质破坏范围大于泥沙型介质,粗粒、砾粒颗粒含量与破坏范围的关系可用多项式函数表示。垂直突水方向破坏区范围:泥沙型介质上覆水头高度与破坏范围呈正相关,泥沙型介质沉积高度与破坏范围呈正相关,砂砾型介质大于泥沙型介质且砂砾型介质破坏范围一直处于最大边界附近,砾粒颗粒含量与破坏范围的关系可用多项式函数表示。通过分析充填介质破坏形态特征,将其归纳为两种:半圆柱状和半圆锥状,利用相应的体积计算公式计算其空间容量。
刘涛[3]（2020）在《聚丙烯纤维改良风积砂的水力特性研究》文中进行了进一步梳理在我国自然环境较为恶劣的西部地区,尤其是沙漠地区,经济发展相对落后。而随着西部大开发战略的不断深入,公路运输与基础工程的建设的重要性愈发提升。风积砂作为当地富集的材料,在工程中将其纳入路基填料的考虑范畴之内,而在沙漠地区就地取材可以一定程度降低成本。风积砂自身的工程性能较差,本文基于聚丙烯纤维特性以及纤维混凝土的研究现状,在土体中掺入不同长度和掺量的聚丙烯纤维,针对土体水力特性展开研究,本文主要的研究内容和创新成果如下:（1）通过试验对风积砂渗透系数的测定结果分析发现,不同长度的聚丙烯纤维的掺入对于风积砂土体的渗透系数大小都有着显着的降低作用,渗透系数随着纤维含量的增加而减小,掺入12mm长切聚丙烯纤维的试样的渗透系数的下降较为明显,且最佳掺量约为0.2%。补充试验发现,聚丙烯纤维的掺入提高了风积砂土体的干密度大小,从而提升了土体密实程度,减小了土体的有效孔隙。（2）本文通过自主设计的试验装置,对风积砂渗流破坏的过程进行了模拟并对临界水力梯度的大小进行了测定,同时对比掺入6mm,12mm和18mm三种长度聚丙烯纤维的各组试样,不论是短切还是长切的聚丙烯纤维的掺入,对于土体的临界水力梯度都有明显的提升效果。（3）研究分析发现,聚丙烯纤维作为一种憎水性纤维,表面由于疏水形成一层憎水膜,由此增大了水流在土体中的渗流阻力,提升了风积砂的抗渗性能。同时纤维在土体结构内部形成空间网状结构,延长了渗流路径并增加了曲折程度。（4）基于聚丙烯纤维特性,综合主要影响因素,对于临界水力梯度的结构公式进行了修正,同时根据试验结果与数据分析,确定了经验系数。对比计算值与实际测定值,提出的经验公式适用于本文聚丙烯纤维改良的风积砂。
王平凡[4]（2020）在《内侵蚀导致土体损伤情况下的边坡稳定性演化规律研究》文中研究指明在岩土工程研究领域,溃坝、滑坡等工程问题或自然灾祸一直是人们关注的热点问题,内侵蚀作用是诱发溃坝或滑坡的主要原因之一。构成土体骨架的是粒径较大的粗颗粒,粗颗粒之间孔隙被粒径较小的细颗粒填充。在渗流过程中,土体中的细颗粒会脱离骨架并随着孔隙水流发生运移的现象称为内侵蚀。随着内侵蚀作用的持续,越来越多的细颗粒被冲刷出土体,在骨架颗粒之间形成优势通道,导致土体的孔隙率和渗流速率也越来越高,且局部区域的粗颗粒之间失去了细颗粒的填充,骨架承载力会逐步降低,最终导致溃坝或滑坡。因此,研究内侵蚀的作用机理和特性,对于预警和治理溃坝、滑坡等边坡稳定性破坏,减小灾害造成的生命财产损失,具有十分重要的实际意义。细颗粒流失是内侵蚀最为典型的特征之一,从细观角度来看,细颗粒流失使得土体材料发生一定程度的损伤。在内侵蚀的启动、持续、发展、终止和破坏这五个阶段中,粗细颗粒的重新排列分布、优势渗流路径（裂缝）的产生以及孔隙率的变化等损伤效应贯穿整个内侵蚀过程。每个阶段土体几何结构、力学特性等都在产生变化。本文从达西定律和渗流连续性方程出发,基于质量守恒理论推导了考虑内侵蚀作用的颗粒流失控制方程,并从内侵蚀过程中孔隙率的变化规律入手,建立以孔隙率表征的损伤变量演化方程,合理构建损伤本构关系。利用COMSOL Multiphysics软件建立呷爬滑坡有限元分析模型,分析内侵蚀引起土体损伤对边坡安全稳定性的影响,主要成果如下:（1）推导考虑颗粒流失特性的渗流控制方程。基于质量守恒定律,将土颗粒分为可被侵蚀的细颗粒、可被侵蚀但未发生侵蚀的细颗粒、未被侵蚀的粗颗粒以及孔隙流体,分别推导其颗粒流失的质量守恒方程,从而建立内侵蚀作用下细颗粒流失的控制方程组。结合渗流连续性方程,建立了渗流与细颗粒流失的耦合方程。（2）建立以孔隙率表征的损伤变量及土体损伤演化方程。基于损伤理论,选取以孔隙率表征的细观损伤变量,根据孔隙率对土体微观结构的影响效果,建立线性损伤演化方程。基于弹性余能等效原理,建立考虑损伤的土体本构关系。（3）建立考虑内侵蚀引起土体损伤情况下的安全系数计算方法。总结常用边坡稳定性分析方法,根据矢量和法中安全稳定性系数的定义方式,总结安全系数计算公式的推导过程。确定平面问题和三维问题中边坡的整体下滑趋势方向。根据损伤本构关系确定损伤后滑裂面上的应力大小。在矢量和法中,用滑动体考虑损伤情况下作用于基岩上的正应力和剪应力取代不考虑损伤情况下的正应力和剪应力,得到考虑内侵蚀引起土体损伤后的矢量和法安全系数计算公式。（4）建立内侵蚀作用下考虑损伤的边坡稳定性分析模型。建立呷爬滑坡数值模型,采用有限元法模拟内侵蚀作用下库水位对内侵蚀参数的影响,孔隙率、粘聚力的变化规律以及损伤对土体本构关系的影响。利用矢量和法计算考虑和不考虑内侵蚀作用影响情况下的边坡稳定性安全系数,揭示损伤变量的变化规律以及损伤对边坡抗滑稳定性的影响。
黄鑫[5]（2019）在《隧道突水突泥致灾系统与充填溶洞间歇型突水突泥灾变机理》文中进行了进一步梳理随着经济的蓬勃发展和基础建设的逐步完善,我国隧道与地下工程得到高度发展,隧道修建所面临的地质环境也日益复杂,强岩溶、大埋深、高地压,地质构造极端复杂,导致突水突泥灾害时常发生,已经成为制约隧道安全快速施工的主要因素之一。对突水突泥孕灾环境认识不清,对突水突泥灾害是否发生判识不准是隧道突水突泥灾害时常发生和难以遏制主要原因。本文以隧道突水突泥致灾系统与充填溶洞间歇型突水突泥灾变机理为主要研究对象,以利万高速齐岳山隧道等众多工程实例为依托,通过文献调研、现场调查、软件研发、理论分析、试验装置研制、室内试验、典型案例分析等手段,开展隧道突水突泥致灾系统、岩溶隧道突水突泥抗突评判方法与软件及隧道充填溶洞间歇型突水突泥临灾判据三个方面研究,获得以下研究成果。（1）调研了我国300余例隧道突水突泥工程案例,揭示我国突水突泥隧道的分布特征,进而将诱发隧道突水突泥灾害的致灾系统划分为3类1 1型,即岩溶类（占比45%,1 42例,包括溶蚀裂隙型、溶洞溶腔型、管道及地下河型）、断层类（占比28%,86例,包括富水断层型、导水断层型、阻水断层型）和其他成因类（占比27%,84例,包括侵入接触型、构造裂隙型、不整合接触型、差异风化型、特殊条件型）,提出了不同类型致灾系统的结构特征、赋存规律以及识别方法,并对每种隧道突水突泥致灾系统类型开展典型案例分析。研究了隧道突水突泥孕灾过程,提出了直接揭露型、渐进破坏型、渗透失稳型、间歇破坏型4种典型隧道突水突泥孕灾模式,表征了隧道突水突泥灾害的孕育、发展过程和致灾特征。（2）提出一种隧道突水突泥抗突评判方法-RBAM法,可用于隧道工程现场突水突泥的快速判识。考虑水动力条件、不良地质、抗突体厚度和围岩特征四个方面因素,构建了突水突泥抗突评判影响因素指标体系,并提出了各影响因素等级划分方法与评分体系,形成了适用于工程现场快速查询与评判的影响因素分级与评分表,阐述了抗突评判方法的实施流程。同时,开发了岩溶隧道突水突泥抗突评判软件,实现了抗突评判的程序化和界面化,简化了评判操作,便于推广和使用。工程案例抗突评判结果与实际相符合,验证了方法的合理性和有效性。（3）研究了隧道首次突水突泥的不同破坏类型及二次突水突泥的致灾因素,分别建立了相应的隧道突水突泥临灾判据。针对弱透水性充填介质整体滑移型破坏,提出了最危险滑动面确定方法,推导了抗突体上作用力计算公式,并采用郎肯主动土压力理论进行了验证。采用弹性梁理论,基于抗拉强度和抗剪强度准则分别建立了完整和含裂隙抗突体的最小安全厚度计算公式,揭示了最危险滑动面和最小安全厚度影响因素。针对强透水性充填介质的渗透失稳型破坏,考虑渗流通道的实际流程弯曲问题,引入了毛管的弯曲度概念,建立了无粘性土管涌的变截面螺旋毛管模型。提出了毛管弯曲度与土体颗粒级配、孔隙率及骨架土体渗透系数的关系,并引入螺旋升角的概念将弯曲度与渗流通道倾角建立联系。针对颗粒骨架孔隙中可动颗粒含量的不同,分别建立了考虑和忽略颗粒间相互作用的可动颗粒启动的临界水头梯度计算公式。针对二次突水突泥,建立了考虑清淤和降雨的二次突水突泥临灾判据,揭示了隧道间歇型突水突泥致灾机理。（4）考虑溶洞充填介质沉积特征影响着隧道突水突泥特性,研制了溶洞充填介质沉积与隧道间歇型突水突泥一体化试验装置。该装置分为搅拌装置、水平流水槽、竖向沉积箱和突水突泥控制装置四部分,主体采用了具有高透明度的有机玻璃材质,实现了充填介质沉积过程和间歇型突水突泥过程的可视化。开展溶洞充填介质沉积试验,揭示了溶洞分层沉积特征及颗粒与距离对充填特性的影响规律。开展了隧道间歇型突水突泥灾变试验,再现了清淤和地下水补给诱发二次（多次）突水突泥孕灾过程,揭示了水头高度、沉积高度和颗粒级配对隧道间歇型突水突泥的影响规律。研究表明:随着水头高度的增加,隧道首次突水突泥发展时间越短,更加猛烈,泥沙涌出量也随之增加;随着泥沙沉积高度增加,隧道突水突泥经历的时间越长;在相同条件下,充填介质颗粒越大,隧道首次突水突泥孕灾时间越长,更易发生间歇型突水突泥。（5）针对贵南高铁朝阳隧道PDK1 70+67]里程间歇型突水突泥灾害案例,系统分析了隧道间歇型突水突泥致灾过程及充填介质特征。研究了充填介质的颗粒级配特征,得到隧道首次突水突泥破坏模式属于渗透失稳型。研究了充填介质颗粒的磨圆度和矿物成分特征,结合突水突泥特性与隧址区水文地质特征,确定了突水突泥的地下水来源,即揭露溶洞与地下河存在水力联系。从地层岩性、地形地貌、岩层倾角、地表降雨、地下水来源揭示了溶洞发育与突水突泥成因,为隧道施工提供有益的参考和借鉴。抗突评判结果显示朝阳隧道PDK170+671里程发生滞后破坏,与工程实际相吻合。
张翔[6]（2018）在《考虑渗流过程中细小颗粒流失诱发地表沉降分析》文中研究指明地下工程中水土流失常常诱发地表沉降,严重时甚至诱发地面塌陷,给人民财产和生命安全带来重大危害,但目前关于地下工程中细小颗粒流失诱发地表沉降的发展机制及其主要影响因素的研究并不多。对此,本文针对地下工程渗流过程中细小颗粒流失诱发的地表沉降问题,设计了一套可以改变涌口直径模拟水、砂涌出的可视化试验装置,对土体不同细颗粒含量、土体底部不同涌口直径、土体不同水力比降下细小颗粒流失诱发地表沉降的影响规律及其影响机理进行了研究。取得了如下研究成果:（1）当土体底部涌口为圆形时,因细小颗粒流失而诱发的地表沉降在平面上近似呈圆形,剖面上近似呈二次曲面,沉降形状可用沉降漏斗来表示,沉降范围可用沉降影响半径来代替;（2）当土体厚跨比在一定范围内、细颗粒含量小于某一数值时,地表会发生沉降,大于该数值后,土体会发生溃砂,且溃砂发生的临界细颗粒含量与土体厚跨比初始上升段呈抛物线关系,后保持水平;当土体厚跨比大于某一数值时,砂土中无论细颗粒含量多大,地表均不会发生沉降;当土体厚跨比小于另一数值时,砂土中无论细颗粒含量多小,土体均会发生溃砂;当地表沉降受土体厚跨比和土体细颗粒含量共同作用时,若土体厚跨比不变细颗粒含量为35%时,细颗粒能较好地填满土体粗颗粒骨架间的孔隙,土体处于稳定状态,地表不会发生沉降;（3）当地表发生沉降时,沉降影响半径和沉降中心深度与土体底部涌口直径呈线性关系;当土体水力比降大于临界水力比降时,地表会发生沉降,且沉降影响半径和沉降中心深度会随土体水力比降呈线性变化;当土体水力比降达到破坏水力比降时,土体会瞬间从沉降发展为溃砂;当在超过破坏水力比降后的一定范围内时,随着土体水力比降的增加,细颗粒在渗流力的作用下,会在土体底部涌口上方形成稳定土拱和滤层,阻止颗粒流失,此时地表不会发生沉降;（4）土体溃砂后的沉降范围与沉降曲面的形状破坏角有关,沉降曲面的形状破坏角大致比土体的天然休止角大9°。
李巧歌[7]（2018）在《机场碎石土渗透特性实验研究及碎石高填方边坡渗透变形数值模拟》文中研究说明西部大开发战略的深入实施,无疑从顶层设计层面给西南地区各省市的基础设施建设注入了一针强心剂。而西南地区多山的自然地貌特征,决定了在加快基础设施网络铺设的过程中,要优先考虑航空运输网络的架构。因此,西南地区各省市迎来了第二轮机场建设的热潮。这使得深、重、大基础工程以及深挖、高填工程大量涌现。碎石土由于其强度高、可压缩性低而在机场高填方工程中得到了广泛运用。但碎石土中颗粒大小不一、级配不均,在较高的地下水渗透力作用下,充填于其中的细小颗粒有可能被地下水流携带走而发生潜蚀破坏。因此,准确地掌握碎石土的渗透特性及其工程效应是十分必要的。本文以甘孜机场为例,通过现场注水试验和渗透模型试验,研究机场填料的渗透特性,并结合数值模拟对渗流场变化情况和边坡稳定性变化情况进行综合分析,从而提出有效的防治措施。论文取得了如下成果:通过对所选研究区域进行地质调查和资料收集,了解了研究区域的地质背景,确定了本文的研究方向,并在此基础上确定了研究方法,并对此展开较为系统的研究。通过对研究区域试样进行一系列的试验研究,确定了研究区域填料的渗透系数、临界水力坡降范围以及渗透变形模式,发现当灰岩料填方区原地面坡度大于13°,或变质砂岩填料区原地面坡度大于8°时,应采取防治渗透变形措施。在地质调查和试验研究的基础上,对典型的剖面进行模拟,分析了渗透作用下高填方边坡的饱水过程和稳定性变化过程,发现高填方边坡的坡脚是薄弱环节,建议在填筑体底部采用透水层和盲沟排水,以降低水力梯度,同时坡脚应采用反滤层等护坡结构,以防止发生渗透变形。
陈逸方[8]（2017）在《桂林市砂土渗透破坏规律研究》文中认为桂林岩溶区砂土主要分布在漓江一级阶地。当遇极端气候时,会出现地表水的下渗及地下水的渗流现象,砂土地基极易产生渗透破坏及变形。因此,探讨桂林一级阶地砂土在地下水作用下渗透变形破坏规律,在地基基础工程、土石坝及水利工程、路基工程中具有重要意义。论文针对桂林市砂土的基本特征,利用自制的渗透变形仪,控制其砂土颗粒级配、压实度、粘粒含量以及矿物成分分析等方面,探讨砂土地基变形破坏规律及机理。主要研究结论如下:（1）在相同的颗粒级配条件下,通过控制砂土压实度,研究不同干密度条件下对砂土渗透稳定性的影响。试验结果表明,砂样渗透系数随着干密度的增大而减小,而且存在高度相关性。临界水力坡降则随着干密度的增大而增大,破坏坡降随着干密度的增大而迅速增长,其变化幅度较临界值变化幅度大,说明了砂土破坏后的渗流速度急剧增大,土体内部形成的渗流通道贯通性增强。（2）在不同级配环境下的渗透破坏坡降控制性试验研究中,发现砂土的渗透破坏坡降与级配的变化存在一定的相关性联系。渗透系数与不均匀系数、曲率存在相关性,不均匀系数、曲率越大,渗透系数越大。临界水力坡降与不均匀系数、曲率均呈负相关性,破坏水力坡降对其影响无明显规律性。（3）针对区域化砂土进行掺粘粒渗透变形实验,探讨细粒效应对砂土渗透破坏的影响。结果表明,含粘粒砂土渗透变形过程中,破坏失稳速度较无粘性砂土现象快,其渗透系数随粘粒含量的增大而降低。粘粒含量小于10%时,渗透系数下降幅度较大,超过10%后,渗透系数下降缓慢。而临界水力坡降、破坏坡降随着粘粒的增多而增大,混合砂土中的粘粒从无到有过程中,粘粒使得砂土孔隙比减小至最小值。（4）通过X衍射试验分析含粘粒砂土矿物成分的变化对砂样渗透稳定性的影响。试验结果表明,含粘粒砂样中由于结晶构造的不同,而使得粘土内聚力活动性发生改变,分布在砂粒间孔隙的粘粒显示了“粘团”作用,粘滞了砂粒,从而使得砂样的渗透系数不断降低。
沈辉[9]（2016）在《内侵蚀作用下碎石土流-固耦合理论及其工程应用》文中研究指明本文研究致力于解决天然碎石土在内侵蚀作用下的几个科学问题:（1）天然碎石土内部稳定性的预测判定;（2）影响内部不稳定天然碎石土内部细颗粒流失的主要因素及侵蚀量变化规律;（3）内侵蚀作用下天然碎石土流固耦合理论模型及数值求解方法;（4）内侵蚀作用对天然碎石土堆积体整体变形及稳定性的影响程度。本文研究工作综合运用理论分析、室内试验和数值模拟相结合的方法对上述几个问题进行系统深入的研究,提出了适用于天然碎石土内部稳定性预测的判定准则;研制了满足天然碎石土渗透侵蚀及剪切试验要求的应力应变双控制式三轴试验设备;提出了考虑变形条件下天然碎石土侵蚀量变化本构模型;推导了同时考虑变形和细颗粒流失的多孔介质孔隙度方程,并提出了内侵蚀作用下天然碎石土理论分析模型和数值方法;量化了内侵蚀作用对天然碎石土堆积体滑坡整体变形及稳定性的影响。本文研究的主要创新性成果如下:1.分析了土体颗粒组成特征与内部稳定性的相关性,提出适用于预测天然碎石土的内部稳定性的判定准则。土体的内部稳定性是对土体的颗粒组成是否具有阻止细颗粒流失能力的评估。为了建立适用于天然碎石土内部稳定性预测的判定准则,本文首先利用自制侧限渗透侵蚀装置,采用向上渗流的试验方法,模拟了八种级配碎石土试样的渗透侵蚀过程。以渗透侵蚀过程碎石土试样渗透系数随梯度增长而增长作为内部稳定性判定方法,试验判定八种试样的内部稳定性。然后,对比常用判定准则（Kenney&Lau准则、Kezdi准则、Burenkova准则、Wan&Fell准则）对八种试样的预测判定结果和试验判定结果,分析了现有准则的局限性。基于本文收集的140个试样资料,采用系统聚类分析和秩相关分析方法,分析了试样结构特征与内部稳定性的关系,提出适用于天然碎石土的内部稳定性判定准则。最后,采用该准则对包括本文试验试样在内的多个宽级配碎石土土体内部稳定性进行判定,判定结果验证了本文提出准则的合理性。2.研制了可模拟大粒径宽级配碎石土内侵蚀过程的应力应变控制式三轴剪切渗透试验设备。采用此设备,模拟了天然碎石土在变形前后的渗透侵蚀过程,分析了内侵蚀作用机理及对土体性状的影响,提出了描述变形条件下天然碎石土渗透侵蚀量变化本构模型。该本构模型充分考虑的岩土体变形后的侵蚀量变化规律,更加符合工程实际。本文利用该试验设备对两种不同颗粒分布的碎石土试样开展围压条件下的渗透侵蚀及剪切压缩试验。根据试样变形前后的渗透侵蚀试验结果,提出以变形量、平均流速和时间为自变量的侵蚀量变化本构模型。通过采用多级加荷的试验方法对内侵蚀作用后的碎石土进行剪切压缩试验,从碎石土应力应变特性、屈服强度、峰值强度三个方面讨论了内侵蚀作用对碎石土力学性质的影响。3.通过理论分析和推导,提出了以侵蚀颗粒流失与土体变形双向作用为耦合机制的多场流固耦合模型。基于内侵蚀作用下侵蚀颗粒流失与固体体变双向耦合特征,本文以多孔介质渗流理论、连续介质力学及传质理论为基础,以孔隙度为耦合变量,建立多场耦合模型。将碎石土假定为四相组成的多孔介质,引入多孔介质有效应力原理及应力平衡条件,建立以位移和孔压为自变量的应力场方程;根据质量守恒定律,建立液化颗粒浓度场方程及耦合控制方程。以Comsol Multiphysics软件为数值模拟平台,模拟室内渗透侵蚀试验加载过程,通过对比数值模拟结果及室内试验结果,验证本文耦合理论及求解方法的合理性。4.以三峡库区典型碎石土堆积层滑坡为模拟对象,采用数值分析的方法,模拟了长期稳定库水位工况和库水位涨落条件下滑坡体内侵蚀作用过程,量化了内侵蚀作用对堆积体滑坡整体变形和稳定性的影响。根据本文试验结果可知,内侵蚀作用改变了内部不稳定天然碎石土颗粒组成结构,影响土体渗透性质或力学性质。但由于内侵蚀作用具有长期的累积效应,特别是因发生于碎石土堆积体内部而具有较强的隐蔽性。天然碎石土堆积体失稳机理的定性分析中,内侵蚀作用常被认为是影响堆积体稳定性的因素之一。以往碎石土堆积体稳定性分析中,还未能量化内侵蚀作用对碎石土堆积体的影响。因此,内侵蚀作用对天然碎石土堆积体整体稳定性的影响可能会被低估甚至忽略。为量化内侵蚀作用对碎石土堆积体的影响,本文以三峡库区典型碎石土堆积层滑坡为例,根据滑坡剖面地质信息和水文条件,建立有限元分析模型。研究内侵蚀作用的时间累积效应和水力边界条件变化时,滑坡体的变形特征及整体稳定性所受到的影响。以本文内侵蚀试验成果作为数值分析模型的材料参数,以长期不同库水位条件和水库运行期库水位涨落条件作为模拟工况。根据数值模拟结果,从滑坡体内侵蚀颗粒分布特征及变化规律、滑坡体位移极值变化及变形规律,以及滑坡体整体安全系数变化规律三个方面,量化了内侵蚀作用对堆积体滑坡整体变形和稳定性的影响。
张宜健[10]（2013）在《不同粒径级砂性土渗透特性试验研究》文中研究指明砂性土是指粗粒类土中砾粒组质量小于等于总质量50%的无粘性土，其粒径区间主要分布在0.075-2mm左右，广泛分布于我国江、河、沙漠地区。天然砂土的主要构成成份为粒径大小不同的砂粒以及少量粉粒和粘粒，粒状组成使得砂性土具有压缩模量大、抗剪强度高的优点；在结构性上，砂性土比表面积较小，孔隙尺寸较大，因而其还具有良好的渗透性。良好的力学性能和水力学性能使得砂土广泛应用于建筑工程、水利工程等诸多工程领域，但良好的渗透性也为实际工程带来了诸多的安全性隐患，比如基坑开挖过程中的管涌、流砂，土石坝设计过程中的渗透稳定性问题等诸多水力学问题，因而针对砂土渗透性的相关研究具有重要意义。国内外学者针对天然无粘性土的渗透性有过诸多研究，从工程实践、试验研究、理论推导三个方面讨论了渗透性的相关影响因素，并给出理论性或经验性公式，其中较为典型的有国外的Kozeny–Carman公式、国内南京水利水电科学院的刘杰公式，这些研究对于推动渗流学科领域的发展以及指导工程实践都具有重要意义。本文基于前人的研究，首先理论上以传统渗透模型为基础推导出渗透系数的理论表达式，而后在粒径级层面通过常水头渗透试验研究了砂性土渗透性的影响因素。整个试验首先以单一粒径级为研究对象，在粒径级层面研究了砂土渗透系数的相关影响因素，并在此基础上基于多粒径混合料的试验讨论了级配对渗透性的影响，从而将单一粒径级的研究成果推广到天然砂土，最终通过回归分析，拟合各参数建立新的渗透系数模型便于工程实践参考使用，本文主要结论如下：（1）对于单一粒径级的砂土，渗透系数随着孔隙率的增加而线性增加、随均值粒径二次方的增加而线性增加,渗透系数与二者具有良好的线性正相关性。（2）对于天然砂土，等效粒径、孔隙率、曲率系数、不均匀系数对渗透系数都有着一定程度的影响，其中尤以等效粒径对渗透系数的影响较大，等效粒径的变化能导致渗透系数量级上的差异。这四个参数与渗透系数都存在着较好的线性正相关性。（3）综合考虑渗透系数的四个影响因素，通过线性回归分析，拟合出经验性渗透系数计算公式：K=C·（n3）/（（1-n）2）·da2Cu·Cc，便于工程实践中估算天然砂土渗透系数和配制有特定渗透性要求的砂土时使用。
二、无粘性土中管涌的临界水头梯度研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、无粘性土中管涌的临界水头梯度研究（论文提纲范文）
（1）自适应应力条件下散粒土管涌机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 土体颗粒级配的研究 |
| 1.2.2 管涌与水力梯度 |
| 1.2.3 管涌与应力状态 |
| 1.2.4 管涌与数值模拟 |
| 1.3 管涌研究存在的问题 |
| 1.4 研究内容及技术路线 |
| 第二章 管涌侵蚀试验系统 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.2.1 压力室 |
| 2.2.2 压力加载控制系统 |
| 2.2.3 上游水箱 |
| 2.2.4 砂水分离收集测量系统 |
| 2.3 试样制备及安装 |
| 2.4 GSY管涌软件 |
| 2.5 试验步骤 |
| 2.6 试验装置测试及验证 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 散粒土管涌侵蚀试验研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 减小围压对管涌侵蚀的影响及分析 |
| 3.3 试样D管涌侵蚀试验结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 PFC3D颗粒模型强度数值模拟 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 离散元数值模拟方法 |
| 4.2.1 计算循环系统 |
| 4.2.2 循环计算基本原理 |
| 4.2.3 离散元接触模型 |
| 4.3 PFC颗粒流程序介绍 |
| 4.3.1 PFC颗粒流程序的优缺点 |
| 4.3.2 PFC颗粒流程序模拟计算步骤 |
| 4.4 颗粒的生成 |
| 4.4.1 无粘性土数值重构微观模型生成参数 |
| 4.4.2 无粘性土数值重构微观模型 |
| 4.4.3 数值重构微观模型力链分布 |
| 4.4.4 三轴伺服原理与应力应变的计算 |
| 4.5 相同围压条件下应力应变曲线 |
| 4.5.1 围压25k Pa条件下应力应变曲线 |
| 4.5.2 围压35k Pa条件下应力应变曲线 |
| 4.5.3 围压45k Pa条件下应力应变曲线 |
| 4.6 不同围压条件下应力应变曲线 |
| 4.6.1 孔隙率为0.2 下应力应变曲线 |
| 4.6.2 孔隙率为0.25 下应力应变曲线 |
| 4.6.3 孔隙率为0.3 下应力应变曲线 |
| 4.6.4 孔隙率为0.35 下应力应变曲线 |
| 4.6.5 孔隙率为0.4 下应力应变曲线 |
| 4.7 加载后去掉不同含量细颗粒的应力应变曲线 |
| 4.7.1 细粒含量10%的颗粒模型 |
| 4.7.2 细粒含量15%的颗粒模型 |
| 4.7.3 细粒含量20%的颗粒模型 |
| 4.7.4 细粒含量30%的颗粒模型 |
| 4.8 加载前去掉不同含量细颗粒的应力应变曲线 |
| 4.8.1 细粒含量10%的颗粒模型 |
| 4.8.2 细粒含量15%的颗粒模型 |
| 4.8.3 细粒含量20%的颗粒模型 |
| 4.8.4 细粒含量30%的颗粒模型 |
| 4.9 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论着以及科研成果 |
（2）岩溶隧道充填型隐伏溶洞渗透破坏机理及涌突水演化过程研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景与研究意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 隧道充填型致灾构造涌突水机理研究现状 |
| 1.2.2 隧道涌突水过程及充填介质破坏特征研究现状 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第2章 隐伏溶洞发育特征与涌突水模式研究 |
| 2.1 隐伏溶洞赋存岩溶地质条件分析 |
| 2.1.1 地表负地形的影响 |
| 2.1.2 断层的影响 |
| 2.1.3 褶皱的影响 |
| 2.1.4 可溶岩层空间展布的影响 |
| 2.2 隐伏溶洞发育扩展过程分析 |
| 2.2.1 溶洞扩展演化过程分析 |
| 2.2.2 溶洞充填介质特征分析 |
| 2.3 隐伏溶洞涌突水激发条件分析 |
| 2.3.1 溶洞存储能量的影响 |
| 2.3.2 隔水阻泥结构稳定性的影响 |
| 2.3.3 施工扰动的影响 |
| 2.4 隐伏溶洞涌突水类型分析 |
| 2.4.1 充填介质类型的影响 |
| 2.4.2 涌突水频率的影响 |
| 2.4.3 隔水阻泥体类型的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 充填介质渗透破坏演化过程研究 |
| 3.1 充填介质管涌破坏分析 |
| 3.1.1 充填介质管涌破坏的多层螺旋毛管模型的建立 |
| 3.1.2 管涌破坏的颗粒起动分析 |
| 3.2 充填介质涌水(砂)通道形成分析 |
| 3.2.1 细颗粒流失对充填介质渗透性变化的影响 |
| 3.2.2 涌水(砂)通道扩展分析 |
| 3.3 充填介质突水(砂)过程综合分析 |
| 3.4 案例分析 |
| 3.4.1 隧道揭露F3断层涌突水概况 |
| 3.4.2 充填介质渗透破坏分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 隐伏溶洞涌突水演化过程试验研究 |
| 4.1 试验装置、试验方案及试验流程 |
| 4.1.1 试验装置及试验材料 |
| 4.1.2 试验方案 |
| 4.1.3 试验流程 |
| 4.2 隐伏溶洞涌突水演化过程分析 |
| 4.2.1 渗-涌-突水(砂)过程分析 |
| 4.2.2 涌-突水(砂)过程分析 |
| 4.2.3 突水(砂)过程分析 |
| 4.2.4 渗-突水(砂)过程分析 |
| 4.3 隐伏溶洞涌突水过程持续时间特征 |
| 4.3.1 渗水(砂)阶段持续时间影响因素分析 |
| 4.3.2 涌水(砂)阶段持续时间影响因素分析 |
| 4.3.3 突水(砂)阶段持续时间影响因素分析 |
| 4.4 隐伏溶洞充填介质破坏特征 |
| 4.4.1 沿X方向破坏范围影响因素分析 |
| 4.4.2 沿Y方向破坏范围影响因素分析 |
| 4.4.3 介质破坏后的典型空腔容量计算 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得学术成果 |
（3）聚丙烯纤维改良风积砂的水力特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 风积砂的研究现状 |
| 1.2.2 聚丙烯纤维改良的研究现状 |
| 1.2.3 渗流破坏的研究现状 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.4 本文创新点 |
| 2 聚丙烯纤维改良风积砂的渗透系数研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验方案 |
| 2.2.1 试样的制备 |
| 2.2.2 渗透系数测定试验 |
| 2.2.3 干密度测定试验 |
| 2.3 试验结果与分析 |
| 2.3.1 变水头渗透试验 |
| 2.3.2 干密度测定试验 |
| 2.4 机理研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 聚丙烯纤维改良风积砂的渗流破坏模拟试验 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验方案 |
| 3.2.1 土体破坏类型 |
| 3.2.2 试验装置 |
| 3.2.3 试验方案与过程 |
| 3.3 试验结果与分析 |
| 3.3.1 纯砂试样的模拟结果 |
| 3.3.2 掺入聚丙烯纤维的各组试样的模拟结果 |
| 3.3.3 孔隙率的测定结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 聚丙烯纤维改良风积砂的抗渗机理研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 机理研究 |
| 4.2.1 渗流破坏的微观机理研究 |
| 4.2.2 纤维抗渗机理研究 |
| 4.3 临界水力梯度计算方法 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（4）内侵蚀导致土体损伤情况下的边坡稳定性演化规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 渗流破坏的分类 |
| 1.2.2 内侵蚀破坏过程及影响因素 |
| 1.2.3 土体内部稳定性的判定准则 |
| 1.2.4 土体内侵蚀的实验研究 |
| 1.2.5 内侵蚀作用的数值模拟 |
| 1.3 研究内容及创新点 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 创新点 |
| 第二章 内侵蚀作用下的渗流控制方程 |
| 2.1 达西定律 |
| 2.2 福希海默方程 |
| 2.3 饱和土渗流连续性方程 |
| 2.4 内侵蚀作用下颗粒流失控制方程 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 损伤作用下土体的本构关系 |
| 3.1 考虑细颗粒流失的内侵蚀本构模型 |
| 3.2 损伤作用下土体本构关系 |
| 3.2.1 损伤力学理论 |
| 3.2.2 土体损伤本构关系的研究 |
| 3.3 考虑损伤的内侵蚀本构模型 |
| 3.3.1 选取细观损伤变量 |
| 3.3.2 建立损伤演化方程 |
| 3.3.3 建立损伤本构关系 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 内侵蚀作用下边坡安全稳定性分析 |
| 4.1 边坡稳定性分析方法概述 |
| 4.1.1 边坡稳定性定性分析方法 |
| 4.1.2 边坡稳定性定量分析方法 |
| 4.2 边坡稳定性矢量和分析法 |
| 4.2.1 矢量和法安全系数的定义 |
| 4.2.2 矢量和法整体下滑趋势方向 |
| 4.3 考虑损伤的矢量和法安全系数计算方法 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 内侵蚀作用下呷爬滑坡安全稳定性分析 |
| 5.1 呷爬滑坡基本情况 |
| 5.1.1 地质勘测结果 |
| 5.1.2 滑坡监测结果 |
| 5.2 呷爬滑坡形成条件分析 |
| 5.2.1 内侵蚀启动条件 |
| 5.2.2 滑坡变形趋势 |
| 5.3 呷爬滑坡的数值模拟 |
| 5.3.1 数值模型及参数 |
| 5.3.2 模型边界条件 |
| 5.4 呷爬滑坡内侵蚀作用的模拟结果及分析 |
| 5.4.1 库水位对内侵蚀控制参数的影响 |
| 5.4.2 内侵蚀作用对孔隙率的影响 |
| 5.4.3 内侵蚀作用对粘聚力的影响 |
| 5.4.4 损伤作用对土体力学参数的影响 |
| 5.5 呷爬滑坡的抗滑稳定性分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要研究结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
（5）隧道突水突泥致灾系统与充填溶洞间歇型突水突泥灾变机理（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景概述 |
| 1.1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.2 选题依据与目的 |
| 1.1.3 问题的提出 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 隧道突水突泥致灾系统类型方面 |
| 1.2.2 隧道突水突泥的判识方面 |
| 1.2.3 隧道间歇型突水突泥临灾判据方面 |
| 1.2.4 研究现状发展趋势与存在问题 |
| 1.3 本文主要内容与创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 创新点 |
| 第二章 隧道突水突泥致灾系统分类及其地质判识 |
| 2.1 突水突泥致灾系统与抗突体定义 |
| 2.1.1 突水突泥致灾系统 |
| 2.1.2 抗突体 |
| 2.2 我国突水突泥隧道分布特征 |
| 2.3 隧道突水突泥致灾系统分类 |
| 2.4 隧道突水突泥致灾系统结构特征与地质判识及典型案例分析 |
| 2.4.1 岩溶类致灾系统 |
| 2.4.2 断层类致灾系统 |
| 2.4.3 其他成因类致灾系统 |
| 2.5 隧道突水突泥孕灾模式 |
| 2.5.1 直接揭露型突水突泥 |
| 2.5.2 渐进破坏型突水突泥 |
| 2.5.3 渗透失稳型突水突泥 |
| 2.5.4 间歇破坏型突水突泥 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 岩溶隧道突水突泥抗突评判方法与软件 |
| 3.1 岩溶隧道突水突泥评判方法的建立 |
| 3.1.1 岩溶隧道突水突泥抗突评判影响因素指标体系 |
| 3.1.2 岩溶隧道突水突泥抗突评判等级划分 |
| 3.2 岩溶隧道突水突泥抗突评判影响因素等级划分 |
| 3.2.1 抗突体厚度 |
| 3.2.2 不良地质 |
| 3.2.3 水动力条件 |
| 3.2.4 围岩特征 |
| 3.3 实施流程 |
| 3.4 岩溶隧道突水突泥抗突评判软件 |
| 3.5 工程验证 |
| 3.5.1 工程概况 |
| 3.5.2 抗突评判影响因素分析 |
| 3.5.3 抗突评判结果与分析 |
| 3.5.4 抗突评判软件应用 |
| 3.5.5 基于抗突评判结果的隧道突水突泥灾害处治分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 隧道充填溶洞间歇型突水突泥临灾判据 |
| 4.1 充填介质滑移失稳的隧道突水突泥最小安全厚度 |
| 4.1.1 充填介质滑移失稳力学模型 |
| 4.1.2 充填介质滑移失稳最小安全厚度公式 |
| 4.1.3 最危险滑动面与最小安全安全厚度影响因素分析 |
| 4.1.4 讨论 |
| 4.2 充填介质渗透失稳的无粘性土管涌变截面螺旋毛管模型 |
| 4.2.1 无粘性土管涌的变截面螺旋毛管模型 |
| 4.2.2 可动颗粒起动机理 |
| 4.2.3 可动颗粒起动的临界水头梯度 |
| 4.2.4 算例分析及讨论 |
| 4.3 考虑清淤和降雨的隧道间歇型二次突水突泥临灾判据 |
| 4.3.1 降雨诱发二次突水突泥致灾机制 |
| 4.3.2 清淤诱发二次突水突泥致灾机制 |
| 4.3.3 充填型溶洞二次突水突泥临灾判据 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 溶洞充填介质沉积与隧道间歇型突水突泥室内试验 |
| 5.1 溶洞充填介质沉积机制与沉积特征 |
| 5.1.1 溶洞结构特征 |
| 5.1.2 充填介质沉积机制与沉积特征 |
| 5.2 溶洞充填介质沉积试验与隧道间歇型突水突泥灾变试验 |
| 5.2.1 溶洞充填介质沉积与隧道间歇型突水突泥一体化试验装置 |
| 5.2.2 试验方案与流程 |
| 5.2.3 溶洞充填介质沉积特征与影响因素分析 |
| 5.2.4 隧道间歇型突水突泥致灾过程 |
| 5.2.5 隧道间歇型突水突泥影响因素分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 隧道间歇型突水突泥工程案例与充填介质特征分析 |
| 6.1 工程概况 |
| 6.1.1 地形地貌 |
| 6.1.2 地层岩性 |
| 6.1.3 地质构造 |
| 6.1.4 水文地质特征 |
| 6.2 隧道间歇型突水情形 |
| 6.3 溶洞充填介质特性分析 |
| 6.3.1 充填介质颗粒级配分析 |
| 6.3.2 充填介质颗粒磨圆度分析 |
| 6.3.3 充填介质矿物成分分析 |
| 6.4 水文地质条件与突水突泥地下水来源判定 |
| 6.5 隧道间歇型突水突泥原因分析 |
| 6.6 隧道突水突泥抗突评判方法及软件应用 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 博士期间参与的科研项目 |
| 博士期间发表的论文 |
| 博士期间申请的专利 |
| 博士期间获得的奖励 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（6）考虑渗流过程中细小颗粒流失诱发地表沉降分析（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 渗流过程中细小颗粒流失诱发地表沉降的概念 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 土体渗流诱发地表沉降的研究现状 |
| 1.3.2 细小颗粒流失的研究现状 |
| 1.3.3 水、砂突涌的研究现状 |
| 1.4 研究内容和技术路线 |
| 第二章 模型试验装置设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验目的 |
| 2.3 试验土样 |
| 2.4 模型试验装置设计 |
| 2.4.1 模型箱尺寸的确定 |
| 2.4.2 模型试验装置设计 |
| 2.5 试验方法 |
| 2.6 试验内容 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 土体中细颗粒含量对地表沉降的影响研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 地表沉降的特点 |
| 3.3 不同厚跨比下的临界细颗粒含量 |
| 3.3.1 不同厚跨比下地表沉降现象的描述 |
| 3.3.2 土体厚跨比与临界细颗粒含量的关系 |
| 3.3.3 本节小结 |
| 3.4 土体细颗粒含量对地表沉降的影响 |
| 3.4.1 不同细颗粒含量下的地表沉降规律 |
| 3.4.2 地表沉降范围随细颗粒含量的变化机理 |
| 3.4.3 本节小结 |
| 3.5 临界细颗粒含量与溃砂下的沉降曲线关系 |
| 3.5.1 沉降曲线对比分析 |
| 3.5.2 沉降破坏角对比分析 |
| 3.5.3 本节小结 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 涌口直径与水力比降对地表沉降的影响研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 土体底部涌口直径对地表沉降的影响 |
| 4.2.1 不同涌口直径下的地表沉降规律 |
| 4.2.2 地表沉降范围随涌口直径的变化机理 |
| 4.2.3 本节小结 |
| 4.3 土体水力比降对地表沉降的影响 |
| 4.3.1 不同水力比降下的地表沉降规律 |
| 4.3.2 地表沉降范围随水力比降的变化机理 |
| 4.3.3 本节小结 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 在校期间发表的学术论文 |
（7）机场碎石土渗透特性实验研究及碎石高填方边坡渗透变形数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 碎石土渗透特性的研究现状 |
| 1.2.2 碎石土渗透稳定性的研究现状 |
| 1.3 研究内容及研究方案 |
| 1.4 技术路线 |
| 2 场区地质环境条件 |
| 2.1 工程概况 |
| 2.2 工程地质条件 |
| 2.2.1 场区地形地貌 |
| 2.2.2 地层岩性及地质结构 |
| 2.3 气象与水文地质条件 |
| 2.3.1 气象条件 |
| 2.3.2 水文地质条件 |
| 2.4 场区主要工程地质问题 |
| 2.5 滑动因素分析 |
| 3 碎石土渗透特性实验研究 |
| 3.1 击实特性 |
| 3.2 现场注水试验 |
| 3.2.1 试验方法 |
| 3.2.2 试验结果及分析 |
| 3.3 渗透变形破坏模式判别 |
| 3.4 小结 |
| 4 高填方边坡渗透变形及工程效应分析 |
| 4.1 渗流基本理论 |
| 4.1.1 土水势基本理论 |
| 4.1.2 饱和-非饱和渗流达西定律 |
| 4.1.3 渗流方程定解条件 |
| 4.2 高填方边坡渗透变形模拟分析 |
| 4.2.1 计算模型 |
| 4.2.2 土-水特征曲线和模型参数的选取 |
| 4.2.3 天然状态 |
| 4.2.4 不同工况下渗流饱水过程 |
| 4.3 渗透变形分析 |
| 4.4 稳定性分析 |
| 4.5 小结 |
| 5 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（8）桂林市砂土渗透破坏规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.1.1 选题依据 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 砂土渗透理论的研究现状 |
| 1.2.2 砂土渗透稳定研究现状 |
| 1.2.3 研究现状的不足之处 |
| 1.3 拟解决的关键问题 |
| 1.3.1 地理差异性 |
| 1.3.2 砂土渗透性影响因素 |
| 1.4 试验目的及内容 |
| 1.4.1 试验目的 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 技术框架 |
| 1.5 研究的创新点 |
| 第2章 桂林砂土基本特性及渗流变形机理研究 |
| 2.1 砂土基本性质 |
| 2.1.1 砂类的划分 |
| 2.1.2 相关参数及公式 |
| 2.2 砂土渗透破坏形式 |
| 2.3 渗流理论研究 |
| 2.3.1 达西渗流定律 |
| 2.3.2 非达西定律 |
| 2.3.3 临界水力坡降计算 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 渗透变形试验准备 |
| 3.1 现场情况 |
| 3.1.1 拟建工程概况 |
| 3.1.2 场地土层划分 |
| 3.1.3 砂样基本物理力学性质 |
| 3.2 试验步骤 |
| 3.2.1 试验装置 |
| 3.2.2 试样制备 |
| 3.2.3 试验方法 |
| 3.3 试验方案制定 |
| 3.3.1 干密度变化下的渗透变形实验方案 |
| 3.3.2 不均匀系数对渗透变形实验方案 |
| 3.3.3 曲率对渗透变形实验方案 |
| 3.3.4 细粒效应对渗透变形实验方案 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 试验结果及分析 |
| 4.1 干密度变化下的渗透变形试验 |
| 4.1.1 试验现象描述 |
| 4.1.2 试验数据分析 |
| 4.2 不均匀系数变化下的渗透变形试验 |
| 4.2.1 试验现象描述 |
| 4.2.2 试验数据分析 |
| 4.3 曲率变化下的渗透变形试验 |
| 4.3.1 试验现象描述 |
| 4.3.2 试验数据分析 |
| 4.4 细粒变化下的渗透变形试验 |
| 4.4.1 试验现象描述 |
| 4.4.2 试验数据分析 |
| 4.4.3 微观试验研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历 |
| 致谢 |
（9）内侵蚀作用下碎石土流-固耦合理论及其工程应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 1.5 论文结构 |
| 第2章 内侵蚀研究现状综述 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 内侵蚀作用机理综述 |
| 2.2.1 内侵蚀的特征及识别 |
| 2.2.2 影响内侵蚀作用因素 |
| 2.2.3 分析总结 |
| 2.3 内部稳定性判定准则研究综述 |
| 2.3.1 内部稳定性测试的试验方法 |
| 2.3.2 单变量判定准则 |
| 2.3.3 多变量判定准则 |
| 2.3.4 分析总结 |
| 2.4 内侵蚀本构关系研究综述 |
| 2.4.1 侵蚀量变化本构模型 |
| 2.4.2 内侵蚀作用对土体性状的影响 |
| 2.4.3 分析总结 |
| 2.5 内侵蚀作用理论模型及数值模拟研究综述 |
| 2.5.1 内侵蚀作用连续介质模型 |
| 2.5.2 内侵蚀作用离散粒子模型 |
| 2.5.3 内侵蚀作用对工程的影响 |
| 2.5.4 分析总结 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 碎石土内部稳定性判定准则试验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 碎石土内部稳定性试验 |
| 3.2.1 试验系统设计 |
| 3.2.2 试验材料及级配参数 |
| 3.2.3 试验步骤 |
| 3.3 碎石土内部稳定性识别及内侵蚀特征 |
| 3.4 碎石土内部稳定性判定准则 |
| 3.4.1 常用判定准则判定结果分析 |
| 3.4.2 天然碎石土内部稳定判定准则研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 碎石土内侵蚀本构特性试验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 考虑内侵蚀作用碎石土三轴剪切试验 |
| 4.2.1 试验设备 |
| 4.2.2 试样级配及试验方案 |
| 4.2.3 主要试验步骤 |
| 4.3 碎石土渗透侵蚀本构特性 |
| 4.3.1 侵蚀量变化典型特征 |
| 4.3.2 变形条件下侵蚀量变化本构关系 |
| 4.4 内侵蚀作用对碎石土渗流特性的影响 |
| 4.5 内侵蚀作用对碎石土力学特性的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 内侵蚀作用下碎石土流-固耦合理论及数值求解 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基本假定 |
| 5.3 内侵蚀作用下多场流固耦合方程 |
| 5.3.1 固相应力场微分方程 |
| 5.3.2 侵蚀颗粒浓度场微分方程 |
| 5.3.3 流固耦合控制方程 |
| 5.4 多场耦合方程求解方法 |
| 5.4.1 多场耦合方程定解条件 |
| 5.4.2 多场耦合方程解耦方法 |
| 5.5 多场流固耦合模型数值验证 |
| 5.5.1 室内渗透侵蚀试验概况 |
| 5.5.2 数值分析模型 |
| 5.5.3 数值分析结果与试验结果对比 |
| 5.6 块石含量对碎石土内侵蚀特征影响数值试验 |
| 5.6.1 碎石土基质渗流侵蚀试验 |
| 5.6.2 数值计算模型 |
| 5.6.3 计算结果分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 碎石土内侵蚀-流固耦合理论在滑坡工程中的应用 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 三峡库区黄土坡碎石土堆积体滑坡概况 |
| 6.2.1 滑坡体地质概况 |
| 6.2.2 滑坡物质组成 |
| 6.3 数值计算模型及方案 |
| 6.3.1 模拟计算剖面及材料参数 |
| 6.3.2 边界条件及模拟工况 |
| 6.4 内侵蚀作用下滑坡体细颗粒分布及变形特征 |
| 6.4.1 稳定库水工况滑坡体细颗粒分布及变形特征 |
| 6.4.2 库水涨落工况滑坡体细颗粒分布及变形特征 |
| 6.5 内侵蚀作用对滑坡稳定性的影响 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与建议 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.1.1 碎石土内部稳定性判定准则 |
| 7.1.2 碎石土内侵蚀本构特性 |
| 7.1.3 内侵蚀作用下碎石土流固耦合理论及数值求解方法 |
| 7.1.4 内侵蚀作用对碎石土滑坡变形特征及整体稳定性的影响 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 进一步研究的建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间学术成果 |
（10）不同粒径级砂性土渗透特性试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.1.1 砂土基本特性 |
| 1.1.2 砂土的应用领域及工程问题 |
| 1.2 国内外研究现状及水平 |
| 1.3 研究对象及研究内容 |
| 1.4 技术路线及研究思路 |
| 1.5 可行性分析 |
| 第二章 基于圆管层流假设的砂土渗透理论模型 |
| 2.1 流体运动方程 |
| 2.1.1 流体微元的动量定理 |
| 2.1.2 流体微元受力分析 |
| 2.1.3 流体运动微分方程 |
| 2.2 奈维-斯托克斯方程（N-S 方程） |
| 2.2.1 流体流动本构方程 |
| 2.2.2 N-S 方程 |
| 2.3 牛顿流体层流渗透性影响因素讨论 |
| 2.3.1 圆管层流的 N-S 解答 |
| 2.3.2 土体中的渗透模型与渗透影响因素讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 试验内容及试验方案制定 |
| 3.1 无粘性土渗透试验的基本方法与思路 |
| 3.1.1 达西定律渗透试验原理 |
| 3.1.2 渗透系数的理论推导及相关经验公式 |
| 3.1.3 渗透系数相关经验公式 |
| 3.2 本文研究的主要内容 |
| 3.3 本文砂性土渗透试验的方案制定 |
| 3.3.1 孔隙率在各个粒径级下对渗透系数影响的实验方案 |
| 3.3.2 一定孔隙比下，特征粒径对渗透系数影响的试验方案 |
| 3.3.3 颗粒组成对渗透系数影响的试验方案 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 渗透试验过程 |
| 4.1 单一粒径的渗透试验 |
| 4.1.1 同一粒径区间、孔隙比不同条件下的渗透试验 |
| 4.1.2 孔隙比一定、不同粒径区间条件下的渗透试验 |
| 4.2 混合料的渗透试验 |
| 4.2.1 曲率系数一定，不均匀系数变化下的渗透试验 |
| 4.2.2 不均匀系数一定，曲率系数变化下的渗透试验 |
| 4.3 试验误差讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 数据分析与讨论 |
| 5.1 单一粒径级砂土渗透影响因素分析 |
| 5.1.1 孔隙率对渗透系数的影响 |
| 5.1.2 粒径对渗透系数的影响 |
| 5.2 颗粒组成对渗透系数的影响 |
| 5.2.1 曲率系数对渗透系数的影响 |
| 5.2.2 不均匀系数对渗透系数的影响 |
| 5.3 新模型的建立及其与传统模型的差异性讨论 |
| 5.3.1 单一粒径级经验公式的建立 |
| 5.3.2 理论值、拟合公式、传统经验公式三者间的差异性讨论 |
| 5.3.3 单一粒径级向混合料的过渡 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 附录 1 各单一粒径级渗透试验结果 |
| 附录 2 Cu变化下的渗透结果 |
| 附录 3 Cc变化的渗透结果 |
四、无粘性土中管涌的临界水头梯度研究（论文参考文献）
- [1]自适应应力条件下散粒土管涌机理研究[D]. 卢诏宇. 重庆交通大学, 2020(01)
- [2]岩溶隧道充填型隐伏溶洞渗透破坏机理及涌突水演化过程研究[D]. 雷鹏博. 成都理工大学, 2020(04)
- [3]聚丙烯纤维改良风积砂的水力特性研究[D]. 刘涛. 南京理工大学, 2020(01)
- [4]内侵蚀导致土体损伤情况下的边坡稳定性演化规律研究[D]. 王平凡. 上海交通大学, 2020(09)
- [5]隧道突水突泥致灾系统与充填溶洞间歇型突水突泥灾变机理[D]. 黄鑫. 山东大学, 2019(09)
- [6]考虑渗流过程中细小颗粒流失诱发地表沉降分析[D]. 张翔. 福州大学, 2018(03)
- [7]机场碎石土渗透特性实验研究及碎石高填方边坡渗透变形数值模拟[D]. 李巧歌. 南京理工大学, 2018(06)
- [8]桂林市砂土渗透破坏规律研究[D]. 陈逸方. 桂林理工大学, 2017(06)
- [9]内侵蚀作用下碎石土流-固耦合理论及其工程应用[D]. 沈辉. 上海交通大学, 2016
- [10]不同粒径级砂性土渗透特性试验研究[D]. 张宜健. 西安建筑科技大学, 2013(05)