毛细阻滞型腾发封顶系统中水分运移特性分析

基于非饱和渗流理论,在考虑降雨与腾发条件下,建立了填埋场腾发（ET）封顶层非饱和渗流非稳态一维控制方程。采用大连市1976年的气象资料作为降雨（48 a汛期降雨最大年份）与腾发条件,以数值方法计算所建立的一维控制方程。通过变动参数计算并分析了植被、降雨强度、降雨持续时间等对ET封顶层水力学特性的影响。计算结果表明,所提出的浅层毛细阻滞型ET封顶层,在强降雨期间,可有效储存入渗雨水而不进入填埋场内部,在无雨期间,可有效释放土层中孔隙水。相对于无植被情况,有植被覆盖的ET封顶层对雨水入渗—腾发循环的作用效果更加明显。降雨强度和降雨持续时间对封顶层含水率变化有显著影响。随着降雨强度或降雨持续时间增大,土层含水率变化逐渐增强,封顶层由上至下逐渐达到饱和,说明该ET封顶层不适用于强降雨地区。     

库水位下降条件下残积土边坡的力学响应

为了进一步认识库水位下降对残积土边坡力学响应的作用机理,基于饱和—非饱和渗流以及非饱和土力学理论,采用有限元软件,分析了库水位下降条件下残积土边坡的渗流场、应力场和位移场分布特征。结果表明,库水位下降过程中,路基内浸润线随下降速率的不同而差异较大,但随时间增长趋于一致;路基内孔隙水压力及位移均随水位下降持续时间及下降速率的增大而增大,坡体土有效应力逐渐增大,但总应力不变;边坡安全系数随时间呈现出先下降后上升的变化趋势,建议在水库泄洪管理方面,适当控制泄洪速率,同时加强路基坡体排水,以有利于库岸边坡稳定。     

应用有限单元法解恒定平面渗流

应用有限单元法解恒定平面渗流,首先是将连续的渗流区域离散化,即划分成若干个小单元,然后选取插值函数,建立单元特性方程,将偏微分方程式化为代数方程组,再结合边界条件组合成总体方程即线性代数方程组,解总体方程即可得到整个渗流区域的解。     

土石坝渗流分析与自动化观测软件研究

介绍了结合土石坝自动化安全监测对辽宁省柴河水库土石坝坝体观测断面进行渗流场分析的软件开发过程。通过可视化软件开发，实现实时显示断面观测数据，计算设计浸润线及实测浸润线的实时绘制，并利用有限单元方法计算分析心墙内渗透压力水位，实现通过实测和计算的结果对土石坝安全监测与评价进行辅助支持。     

隔离球隔离效果分析和新型隔离器的设计

为了降低成品油管道的造价,减少混油罐的投资,提高经营效益,就必须减少混油量。降低混油量的方法主要是使用隔离球。由于隔离球易被管内壁磨损,使隔离球的直径以及隔离球与管内壁间接触环的大小都随管道的长度而发生变化;隔离球与管内壁间的摩擦力使球的前后存在一个压差,在压差作用下,再加上油品粘性和管内腐蚀凹坑的影响,产生了通过隔离球与管内壁缝隙的超前渗流和落后渗流,形成混油。而它们的差值又导致了隔离球的运行速度与油流平均速度不一致,进一步加大了混油量,使现用的隔离球很难达到满意的隔离效果。新型隔离器设计了简单的接触环宽度调节结构,使其基本保持一个定值。另外还设计了超前渗流负补偿机构,使超前渗流基本等于落后渗流。采用上述二项新措施后,能最大限度地减少超前渗流量,最大限度地使隔离器的运行速度与油流平均流速相一致,从而最大限度地提高隔离效果,降低混油量。     

裂缝对渗流场影响的数值模拟方法研究

【目的】研究裂缝对渗流场影响的数值模拟方法,为岩石、混凝土等材料裂缝渗流场的变化研究提供支持。【方法】在等效连续介质模型框架下提出渗透系数张量修正法,并基于流量等效原理推导出修正单元的渗透系数张量矩阵。应用有限元分析软件,分别建立裂缝位于构件边界和构件内部时的分析模型,应用渗透系数张量修正法得到的渗透系数张量表达式定义裂缝单元的渗透特性,将模拟所得渗流场与裂缝真实存在的数值分析结果进行比较,并通过改变修正单元的尺寸分析渗透系数张量修正法对单元尺寸的依赖性。【结果】修正单元为10倍裂缝宽度时,与精确解相比,各分析模型所得渗流量及相应断面孔隙水压的误差均小于0.5%。就单元尺寸依赖性而言,为满足工程精度要求,从渗流量角度分析,修正单元的尺寸应不大于600倍裂缝宽度;从孔隙水压角度分析,修正单元的尺寸应不大于200倍裂缝宽度。【结论】所建立的等效处理方法合理可行,当修正单元的尺寸不大于200倍裂缝宽度时,无论是渗流量还是孔隙水压,该处理方法均能满足工程精度要求。     

考虑应力敏感的页岩气藏压裂水平井渗流模型建立与分析

在以纳米孔隙及裂缝发育为特征的页岩气储层中,由应力敏感带来的渗透率降低引起的渗流规律和产能预测研究具有重要理论和现实意义。通过试验研究,分析了应力敏感与渗透率的指数关系,定量计算了应力敏感引起的渗透率变化值。应用页岩气藏压裂水平井的等效渗流模型,在页岩岩样应力敏感性试验结果及分析基础上,建立了考虑应力敏感的渗流综合模型并得到单井产能方程。以威201-H1井为实例,应用已经建立的产能方程进行了应力敏感影响下的产能变化规律分析,结果认为,裂缝是应力敏感的主要来源,并且当储层孔隙越大即产量越大时,应力敏感越强,尤其是在压裂水平井初期影响最为强烈。由此,综合模型的建立及影响因素的分析为实际生产提供了参考依据。     

库水位升降对某均质土坝坝坡稳定

利用非饱和非稳定渗流理论,计算了某均质土坝在库水位升降条件下的渗流场。设计了从0m开始蓄水到45m正常蓄水水位的计算工况,水位上升速度分别为2m/d和1m/d;从45m正常蓄水水位分别以速度4m/d、2m/d和1m/d下降到5m最低水位的泄水条件下的计算工况。在此基础上,分析了各工况下最不利的库水位上升下游面、库水位下降上游面坝坡的稳定性,考察了滑动面几何特性的时空演化规律和安全系数随水位升降速度的变化,为调水管理提供了参考。     

裂隙含水层中地下水非线性井流问题研究

【目的】探讨裂隙含水层中地下水井流问题的精确计算方法,为裂隙含水层中地下水渗流的精确计算提供理论支持。【方法】建立了裂隙含水层中的地下水井流模型,就具有普遍性的Forchheimer非线性渗流规律,通过Boltzmann变换,对非线性渗流模型进行了求解。【结果】从理论上求解出了裂隙含水层中非线性渗流区域内渗流速度和水头降深的解析表达式,并通过引入无量纲时间、紊流因子和井流函数,对所求解析解进行了化简。【结论】揭示了裂隙含水层中非线性流的客观存在,建立了非线性渗流模型并进行了求解。     

土壤水流通量对饱水带溶质运移参数的影响

The transport processes of solutes in two soil columns filled with undistrubed soil material collected from an unsaturated sandy aquifer formation in Belgium subjected to a variable upper boundary condition were identified from breakthrough curves measured by means of time domain reflectometry(TDR),Solute breakthrough was measured with 3 TDR probes inserted into each soil column at three different depths at a 10 minutes time interval.In addition,soil water content and pressure head were measured at 3 different depths.Analyteical solute transport models were used to estimate the solute disperison coefficient and average pore-water velocity from the observed breakthrough curves,the results showed that the analytical solutions were suitable in fitting the observed solute transport,The dispersion coefficient was found to be a function of the soil depth and average proe-water velocity,imposed by the soil water flux.the mobile moistrue content on the other hand was not correlated with the average pore-water velocity and the dispersion coefficient.