水利工程滲流分析理論與實踐

目錄
CONTENTS
前言　i
第1章　巖土介質滲流的基本理論　1
1.1　巖土介質的類型與結構特征　2
1.1.1　概述　2
1.1.2　孔隙介質　3
1.1.3　裂隙介質　6
1.1.4　溶隙介質　11
1.2　巖土介質滲流的基本規(guī)律　14
1.2.1　概述　14
1.2.2　線性滲流規(guī)律　15
1.2.3　非線性滲流規(guī)律　21
1.2.4　非飽和滲流規(guī)律　24
1.3　巖土介質滲流的控制方程　31
1.3.1　概述　31
1.3.2　穩(wěn)定/非穩(wěn)定滲流分析模型　33
1.3.3　飽和-非飽和滲流分析模型　42
1.3.4　水-氣兩相滲流分析模型　46
參考文獻　49
第2章　巖體的滲透特性及其演化規(guī)律　55
2.1　巖石滲透特性的快速測試與解析方法　56
2.1.1　概述　56
2.1.2　瞬態(tài)氣壓脈沖法原理　56
2.1.3　巖石滲透率與孔隙率的解析公式　58
2.1.4　試驗及結果分析示例　62
2.2　巖石的損傷及滲透特性演化規(guī)律　65
2.2.1　概述　65
2.2.2　巖石應力-變形曲線與滲透率演化規(guī)律　66
2.2.3　巖石損傷的細觀力學分析　74
2.2.4　巖石滲透特性演化的細觀力學分析　84
2.2.5　巖石損傷-滲透率模型的驗證及應用　89
2.3　裂隙巖體的滲透特性及其演化規(guī)律　97
2.3.1　概述　97
2.3.2　巖體滲透特性的測試與表征方法　97
2.3.3　巖體滲透特性的演化模型　101
2.3.4　多泥沙河流壩址區(qū)巖體滲透特性的時間效應　114
2.3.5　工程應用實例　117
2.4　深切峽谷區(qū)巖體滲透系數(shù)的分布規(guī)律　125
2.4.1　概述　125
2.4.2　巖體滲透性試驗數(shù)據(jù)分析方法　126
2.4.3　峽谷區(qū)巖體的滲透系數(shù)及其分布　129
2.4.4　峽谷區(qū)巖體滲透特性的主要影響因素　134
參考文獻　141
第3章　巖體的非達西滲流特性　147
3.1　裂隙的非達西滲流特性　148
3.1.1　概述　148
3.1.2　裂隙的幾何形貌及其對滲流的影響　148
3.1.3　裂隙滲流試驗及非達西滲流規(guī)律　155
3.1.4　裂隙非達西滲流模型　158
3.2　穩(wěn)定流條件下裂隙巖體的非達西滲流特性　164
3.2.1　概述　164
3.2.2　高壓壓水試驗與壓力-流量曲線　165
3.2.3　解析模型與巖體滲流參數(shù)的確定　169
3.2.4　巖體透水率的取值方法　174
3.2.5　工程應用實例　176
3.3　非穩(wěn)定流條件下含水層的非達西滲流特性　181
3.3.1　概述　181
3.3.2　非達西線狀流模型　182
3.3.3　廣義非達西徑向流模型　187
3.3.4　工程應用實例　197
3.4　巖土介質非達西滲流參數(shù)的統(tǒng)計規(guī)律　203
3.4.1　概述　203
3.4.2　非達西滲流參數(shù)統(tǒng)計模型　204
3.4.3　非達西滲流參數(shù)的演化　210
3.4.4　工程應用實例　213
參考文獻　219
第4章　巖土介質的非飽和滲流特性　227
4.1　巖土介質非飽和滲流參數(shù)的統(tǒng)計規(guī)律　228
4.1.1　概述　228
4.1.2　VG模型參數(shù)及分布特征　228
4.1.3　VG模型參數(shù)與滲透系數(shù)的相關關系　230
4.1.4　巖體VG模型參數(shù)的估算及工程應用　233
4.2　變形條件下非飽和土的土水特征曲線　240
4.2.1　概述　240
4.2.2　非飽和土的變形特性與本構模型　241
4.2.3　考慮變形影響的土水特征曲線模型　243
4.2.4　考慮變形影響的相對滲透率模型　253
參考文獻　258
第5章　滲流場的數(shù)值模擬方法　263
5.1　穩(wěn)定/非穩(wěn)定滲流數(shù)值模擬方法　265
5.1.1　概述　265
5.1.2　Signorini型變分不等式提法　266
5.1.3　有限元數(shù)值計算格式與流程　269
5.1.4　穩(wěn)定/非穩(wěn)定滲流分析的若干問題　277
5.1.5　工程應用實例　281
5.2　飽和-非飽和滲流數(shù)值模擬方法　286
5.2.1　概述　286
5.2.2　Signorini型變分不等式分析方法　287
5.2.3　水-氣兩相滲流的數(shù)值模擬方法　290
5.2.4　應用示例　291
5.3　大型排水孔幕的數(shù)值模擬方法　294
5.3.1　概述　294
5.3.2　排水孔幕的邊界條件　295
5.3.3　排水孔幕模擬的子結構技術　296
5.3.4　工程應用實例　299
5.4　滲流場的多目標反演分析方法　301
5.4.1　概述　301
5.4.2　滲流反問題的數(shù)學表述　302
5.4.3　多目標反演分析方法　304
5.4.4　工程應用實例　308
參考文獻　318
第6章　水利工程滲流控制及其優(yōu)化設計　323
6.1　滲流作用下巖土介質的變形與破壞　324
6.1.1　概述　324
6.1.2　巖土介質的滲透穩(wěn)定性　324
6.1.3　巖土介質的水-力耦合效應　327
6.2　滲流控制技術原理與優(yōu)化設計方法　330
6.2.1　概述　330
6.2.2　滲流控制技術及原理　331
6.2.3　滲流控制優(yōu)化設計方法　333
6.2.4　工程應用實例　336
參考文獻　349
附錄井流偏微分方程的求解　352