堤坝基岩集中渗漏机理与探测

堤坝,基岩,渗流观测,研究 

《堤坝基岩集中渗漏机理与探测》对堤坝基岩集中渗漏通道的形成机理、探测方法进行深入的研究，并建立基岩集中渗漏模型，讨论集中渗漏对堤内管涌的影响。针对北江大堤石角堤段堤内管涌难以根治的工程实际情况，将地质条件与综合示踪技术较为完整地结合起来，对其原因进行充分的分析论证。

目录
序
前言
第1章 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 国内外堤坝破坏研究概况 3
1.2.1 管涌与流土 3
1.2.2 管涌研究现状 4
1.3 岩体渗流及软弱结构研究状况 13
1.3.1 岩体裂隙渗流研究状况 13
1.3.2 软弱结构研究状况 17
1.4 堤坝集中渗漏常规探测方法 19
1.4.1 电法勘探技术 20
1.4.2 CT技术 20
1.4.3 探地雷达技术 20
1.5 示踪技术探测堤坝渗漏通道研究状况 21
1.5.1 水的天然示踪方法研究状况 21
1.5.2 水的人工示踪方法研究状况 24
1.6 研究思路及成果 29
第2章 基岩集中渗漏通道的形成机制 31
2.1 软弱结构面及其泥化 31
2.1.1 结构面及其分类 31
2.1.2 软弱结构面的分类 33
2.1.3 软弱结构面的泥化 34
2.1.4 软弱结构面的地质特征 37
2.2 软弱结构面渗透变形类型分析 38
2.3 软弱结构面水流冲刷形成集中渗漏通道机制 40
2.3.1 软弱结构面水流冲刷一般特性 40
2.3.2 土体颗粒受水流冲刷起动的临界流速 42
2.3.3 土体颗粒受水流冲刷起动的随机性及相应隙宽 48
2.4 软弱结构面管涌形成机制 51
2.4.1 软弱结构面管涌的一般特性 51
2.4.2 颗粒孔隙通道 52
2.4.3 管涌发生后渗透系数的变化 54
2.5 非稳定流下的管涌颗粒起动模型 56
2.6 软弱结构面形成集中渗漏通道实例 60
2.6.1 红层中形成集中渗漏通道 60
2.6.2 贝壳碎屑岩中形成集中渗漏通道 61
第3章 软弱结构面水文地质特性室内试验研究 62
3.1 试验研究意义 62
3.2 岩样浸泡与溶蚀试验 63
3.2.1 弱风化岩样浸泡及溶蚀试验 63
3.2.2 强风化岩样浸泡试验 69
3.3 水力冲刷试验 71
3.3.1 试验装置 71
3.3.2 试验过程 72
3.3.3 试验数据处理 75
第4章 基岩集中渗漏通道示踪探测方法研究 79
4.1 概述 79
4.2 取样要求及方法 80
4.3 定点取样器——弹簧压卡式取水器 82
4.3.1 研制背景及意义 82
4.3.2 取样器设计与取样实施 83
4.3.3 应用——北江大堤测压管中定点取样 84
4.4 考虑弥散作用的示踪稀释测流物理模型 84
4.4.1 微元法建立广义稀释定理模型 85
4.4.2 新公式的求解 88
4.4.3 与传统点稀释公式之间的联系 89
4.4.4 垂向流的计算 90
4.5 涌水含水层水文地质参数的测定 90
4.5.1 放射性同位素示踪剂的选择、防护及示踪仪器 91
4.5.2 含水层涌水性质的分类及参数测试手段 93
4.5.3 涌水含水层渗透系数K 的测定方法 95
4.5.4 误差分析 98
4.6 工程实例 99
4.6.1 考虑弥散作用的地下水水平流速探测 99
4.6.2 涌水含水层渗透系数的测定 102
第5章 基岩集中渗漏通道的数值模拟 104
5.1 模型的建立 104
5.1.1 基本假设 104
5.1.2 模型的建立——集中渗漏模型 104
5.1.3 控制方程的建立——连续性方程与Navier-Stokes方程 106
5.2 控制方程的简化 111
5.2.1 第四系松散层区域及过渡区域 111
5.2.2 等效平板裂隙区域 112
5.2.3 边界条件的确定 115
5.3 数值模拟 116
5.3.1 数学模型 116
5.3.2 边界条件及相关参数 116
5.3.3 数值模拟成果 118
5.3.4 数值模拟成果讨论 122
5.3.5 数值模拟与实测资料对比 123
第6章 北江大堤红层堤基存在集中渗漏通道及示踪技术的综合应用 125
6.1 概述 125
6.2 基岩红层地质构造 128
6.2.1 区域地质 128
6.2.2 红层新构造断裂发育特征及岩性特征 129
6.2.3 堤基地层岩性 132
6.2.4 堤基补充钻探 134
6.3 集中渗漏通道的形成 137
6.4 集中渗漏通道的探测 139
6.4.1 地下水流速流向探测 139
6.4.2 水化学成分及环境同位素示踪探测 141
6.4.3 温度场特征 145
6.4.4 连通试验 148
参考文献 150