吉林大学学报(地球科学版) ›› 2019, Vol. 49 ›› Issue (2): 485-492.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.20170225
陈永珍1, 吴斌2, 杨帆2, 吴纲1, 翁杨1
Chen Yongzhen1, Wu Bin2, Yang Fan2, Wu Gang1, Weng Yang1
摘要: 为了探究坡体充气时土体渗流与变形之间的变化规律,利用有限元软件建立厚12 m、长100 m的二维边坡模型,进行渗流-变形的非完全耦合数值模拟,得到对坡体采取充气截排水方法降低地下水位时坡体内充气非饱和区的形成过程,以及坡体表面土体竖向位移的变化过程。结果表明:一个完整稳定的非饱和区形成过程可分为充气初始阶段、非饱和区扩大水位抬升阶段、不稳定两相流阶段和非饱和区稳定阶段,充气压力过大或过小都无法形成稳定完整的非饱和区;当充气压力为100 kPa时,坡体表面土体的竖向位移均随时间呈现先增大后减小的规律,与土体中非饱和区的发展具有一定的协同性;不同充气压力下,偏向充气点上游的坡体表面土体竖向位移随充气压力的增大而增大,偏向充气点下游的坡体表面土体竖向位移的变化具有不确定性。
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[1] 孙红月,尚岳全,龚晓南.工程措施影响滑坡地下水动态的数值模拟研究[J].工程地质学报,2004,12(4):436-440. Sun Hongyue,Shang Yuequan,Gong Xiaonan.Numerical Simulation of Groundwater Seepage Field in Landslide[J]. Journal of Engineering Geology,2004,12(4):436-440. [2] 张作辰.滑坡地下水作用研究与防治工程实践[J].工程地质学报,1996,4(4):80-85. Zhang Zuochen.Mechanism of Groundwater Effect Landslide Stability and Control Construction[J].Journal of Engineering Geology,1996,4(4):80-85. [3] 杜丽丽,孙红月,尚岳全,等.滑坡应急治理充气截水方法[J].岩石力学与工程学报,2013,32(增刊2):3954-3960. Du Lili,Sun Hongyue,Shang Yuequan,et al. Method of Intercepting Water by Filting Soil with Air in Emergency Treatment Engineering of Landslide[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2013,32(Sup.2):3954-3960. [4] 杜丽丽,孙红月,尚岳全.松散堆积土边坡充气排水方法[J].吉林大学学报(地球科学版),2013,43(3):877-882. Du Lili,Sun Hongyue,Shang Yuequan,Air-Filled Drainage Method in Loose Accumulation Soil Slope[J]. Journal of Jilin University(Earth Science Edition),2013,43(3):877-882. [5] 康剑伟,孙红月,刘长殿.一维土柱高压充气阻渗法的数值模拟[J].公路工程,2013,38(3):67-71. Kang Jianwei,Sun Hongyue,Liu Changdian. Numerical Simulation of High-Pressure Infiltration Resistance of One-Dimensional Soil Column[J].Highway Engineering,2013,38(3):67-71. [6] 杜丽丽,孙红月,尚岳全,等.充气截排水滑坡治理数值模拟研究[J].岩石力学与工程学报,2014,33(增刊1):2628-2634. Du Lili,Sun Hongyue,Shang Yuequan,et al. Simulation of Numericalcontrol of Pneumatic Cut-off Method for Landslide[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2014,33(Sup.1):2628-2634. [7] 余文飞,孙红月,尚岳全,等.坡体充气过程中气水两相流数值模拟[J].岩石力学与工程学报,2016(增刊2):3597-3604. Yu Wenfei,Sun Hongyue,Shang Yuequan,et al.Numerical Simulation of Air-Water Two-Phase Flow in Inflatable Slope[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2016(Sup.2):3597-3604. [8] 余文飞,孙红月,沈佳轶,等.降低滑坡地下水位的充气截排水法最佳充气压力研究[J].岩石力学与工程学报,2017,36(4):890-897. Yu Wenfei,Sun Hongyue,Shen Jiayi,et al. Research on Optimal Air Filling Pressure for Groundwater Blocking and Draining in Slopes[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2017,36(4):890-897. [9] 王勇,孔令伟,郭爱国,等.气体释放速率对浅层气藏中气水运移的影响[J].浙江大学学报(工学版),2010,44(10):1883-1889. Wang Yong,Kong Lingwei,Guo Aiguo,et al. Effects of Gas Release Rate on Gas-Water Migration in Shallow Gas Reservoir[J].Journal of Zhejiang University(Engineering Science),2010,44(10):1883-1889. [10] 胡新国.浅层天然气对土体工程的影响[J].岩土工程界,2003,6(2):39-41. Hu Xinguo.Influence of Shallow Soil Layer Containing High-Pressure Gas on Soil Body[J].Chinese Journal of Gectchnical Engineering,2003,6(2):39-41. [11] 王勇,孔令伟,郭爱国.有控放气措施下含浅层气地层的一维变形分析[J].岩土力学,2011,32(增刊1):241-246. Wang Yong,Kong Lingwei,Guo Aiguo.Analysis of One-Dimensional Deformation of Shallow Gassy Stratum Caused by Controlling Gas Release[J].Rock and Soil Mechanics,2011,32(Sup.1):241-246. [12] 徐炎兵,韦昌富,李幻,等.非饱和土渗流与变形耦合问题的有限元分析[J].岩土力学,2009,30(5):1490-1496. Xu Yanbing,Wei Changfu,Li Huan,et al.Finite Element Analysis of Coupling Seepage and Deformation in Unsaturated Soils[J].Rock and Soil Mechanics,2009,30(5):1490-1496. [13] Geo-Slope International Ltd. Air Flow Modeling with AIR/W 2007[M].Calgary:Geo-Slope International Ltd Press,2008:117-120. [14] Van Genuchten M T.A Closed-Form Equation for Predicting the Hydraulic Conductivity of Unsaturated Soils[J].Soil Science Society of America Journal,1980,44:892-898. [15] Geo-Slope International Ltd.Sigma Modeling with AIR/W 2007[M].Calgary:Geo-Slope International Ltd Press,2008:131-141. [16] 常士骠,张苏民,项勃,等.工程地质手册[M].第四版.北京:中国建筑工业出版社,2006:158-161. Chang Shibiao,Zhang Sumin,Xiang Bo,et al. Engineering Geology Handbook[M].4th ed. Beijing:China Architecture and Building Press,2006:158-161. |
[1] | 杨冰, 许天福, 李凤昱, 田海龙, 杨磊磊. 水-岩作用对储层渗透性影响的数值模拟研究——以鄂尔多斯盆地东北部上古生界砂岩储层为例[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2019, 49(2): 526-538. |
[2] | 张丙先. 西藏玉曲河下游岸坡倾倒变形机制及稳定性分析[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(5): 1539-1545. |
[3] | 唐军峰, 唐雪梅, 曾向农, 杨军, 李学政. 蓄水后库岸堆积体边坡变形特征及其稳定性分析[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(5): 1546-1555. |
[4] | 魏恺泓, 裴向军, 张世殊, 冉从彦, 崔中涛, 李青春, 李进元. 基于IBIS-L的某黄土高填方边坡支护结构变形特征[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(5): 1556-1565. |
[5] | 陈永珍, 吴纲, 孙红月, 尚岳全. 滑坡充气截排水有效性数值模拟[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(5): 1427-1433. |
[6] | 殷长春, 杨志龙, 刘云鹤, 张博, 齐彦福, 曹晓月, 邱长凯, 蔡晶. 基于环形扫面测量的三维直流电阻率法任意各向异性模型响应特征[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(3): 872-880. |
[7] | 李昂, 鞠林波, 张丽艳. 塔里木盆地古城低凸起古-中生界构造演化特征与油气成藏关系[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(2): 545-555. |
[8] | 付建康, 罗刚, 胡卸文. 滑坡堰塞坝越顶溢流破坏的物理模型实验[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(1): 203-212. |
[9] | 林承焰, 王杨, 杨山, 任丽华, 由春梅, 吴松涛, 吴玉其, 张依旻. 基于CT的数字岩心三维建模[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(1): 307-317. |
[10] | 马德龙, 何登发, 魏东涛, 王彦君, 魏彩茹. 准噶尔盆地南缘古牧地背斜多期构造变形特征[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2017, 47(6): 1695-1704. |
[11] | 阮大为, 李顺达, 毕亚强, 刘兴宇, 陈旭虎, 王兴源, 王可勇. 内蒙古阿尔哈达铅锌矿床构造控矿规律及深部成矿预测[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2017, 47(6): 1705-1716. |
[12] | 谭家华, 雷宏武. 基于GMS的三维TOUGH2模型及模拟[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2017, 47(4): 1229-1235. |
[13] | 尹崧宇, 赵大军, 周宇, 赵博. 超声波振动下非均匀岩石损伤过程数值模拟与试验[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2017, 47(2): 526-533. |
[14] | 崔建军, 王艳红, 郑光高, 施炜, 马立成. 大悟杂岩的形成和抬升时代及其地质意义[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2017, 47(1): 139-153. |
[15] | 姜艳娇, 孙建孟, 高建申, 邵维志, 迟秀荣, 柴细元. 低孔渗储层井周油藏侵入模拟及阵列感应电阻率校正方法[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2017, 47(1): 265-278. |
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