目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.2 國(guó)內(nèi)外堤壩破壞研究概況 3
1.2.1 管涌與流土 3
1.2.2 管涌研究現(xiàn)狀 4
1.3 巖體滲流及軟弱結(jié)構(gòu)研究狀況 13
1.3.1 巖體裂隙滲流研究狀況 13
1.3.2 軟弱結(jié)構(gòu)研究狀況 17
1.4 堤壩集中滲漏常規(guī)探測(cè)方法 19
1.4.1 電法勘探技術(shù) 20
1.4.2 CT技術(shù) 20
1.4.3 探地雷達(dá)技術(shù) 20
1.5 示蹤技術(shù)探測(cè)堤壩滲漏通道研究狀況 21
1.5.1 水的天然示蹤方法研究狀況 21
1.5.2 水的人工示蹤方法研究狀況 24
1.6 研究思路及成果 29
第2章 基巖集中滲漏通道的形成機(jī)制 31
2.1 軟弱結(jié)構(gòu)面及其泥化 31
2.1.1 結(jié)構(gòu)面及其分類 31
2.1.2 軟弱結(jié)構(gòu)面的分類 33
2.1.3 軟弱結(jié)構(gòu)面的泥化 34
2.1.4 軟弱結(jié)構(gòu)面的地質(zhì)特征 37
2.2 軟弱結(jié)構(gòu)面滲透變形類型分析 38
2.3 軟弱結(jié)構(gòu)面水流沖刷形成集中滲漏通道機(jī)制 40
2.3.1 軟弱結(jié)構(gòu)面水流沖刷一般特性 40
2.3.2 土體顆粒受水流沖刷起動(dòng)的臨界流速 42
2.3.3 土體顆粒受水流沖刷起動(dòng)的隨機(jī)性及相應(yīng)隙寬 48
2.4 軟弱結(jié)構(gòu)面管涌形成機(jī)制 51
2.4.1 軟弱結(jié)構(gòu)面管涌的一般特性 51
2.4.2 顆粒孔隙通道 52
2.4.3 管涌發(fā)生后滲透系數(shù)的變化 54
2.5 非穩(wěn)定流下的管涌顆粒起動(dòng)模型 56
2.6 軟弱結(jié)構(gòu)面形成集中滲漏通道實(shí)例 60
2.6.1 紅層中形成集中滲漏通道 60
2.6.2 貝殼碎屑巖中形成集中滲漏通道 61
第3章 軟弱結(jié)構(gòu)面水文地質(zhì)特性室內(nèi)試驗(yàn)研究 62
3.1 試驗(yàn)研究意義 62
3.2 巖樣浸泡與溶蝕試驗(yàn) 63
3.2.1 弱風(fēng)化巖樣浸泡及溶蝕試驗(yàn) 63
3.2.2 強(qiáng)風(fēng)化巖樣浸泡試驗(yàn) 69
3.3 水力沖刷試驗(yàn) 71
3.3.1 試驗(yàn)裝置 71
3.3.2 試驗(yàn)過(guò)程 72
3.3.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 75
第4章 基巖集中滲漏通道示蹤探測(cè)方法研究 79
4.1 概述 79
4.2 取樣要求及方法 80
4.3 定點(diǎn)取樣器——彈簧壓卡式取水器 82
4.3.1 研制背景及意義 82
4.3.2 取樣器設(shè)計(jì)與取樣實(shí)施 83
4.3.3 應(yīng)用——北江大堤測(cè)壓管中定點(diǎn)取樣 84
4.4 考慮彌散作用的示蹤稀釋測(cè)流物理模型 84
4.4.1 微元法建立廣義稀釋定理模型 85
4.4.2 新公式的求解 88
4.4.3 與傳統(tǒng)點(diǎn)稀釋公式之間的聯(lián)系 89
4.4.4 垂向流的計(jì)算 90
4.5 涌水含水層水文地質(zhì)參數(shù)的測(cè)定 90
4.5.1 放射性同位素示蹤劑的選擇、防護(hù)及示蹤儀器 91
4.5.2 含水層涌水性質(zhì)的分類及參數(shù)測(cè)試手段 93
4.5.3 涌水含水層滲透系數(shù)K 的測(cè)定方法 95
4.5.4 誤差分析 98
4.6 工程實(shí)例 99
4.6.1 考慮彌散作用的地下水水平流速探測(cè) 99
4.6.2 涌水含水層滲透系數(shù)的測(cè)定 102
第5章 基巖集中滲漏通道的數(shù)值模擬 104
5.1 模型的建立 104
5.1.1 基本假設(shè) 104
5.1.2 模型的建立——集中滲漏模型 104
5.1.3 控制方程的建立——連續(xù)性方程與Navier-Stokes方程 106
5.2 控制方程的簡(jiǎn)化 111
5.2.1 第四系松散層區(qū)域及過(guò)渡區(qū)域 111
5.2.2 等效平板裂隙區(qū)域 112
5.2.3 邊界條件的確定 115
5.3 數(shù)值模擬 116
5.3.1 數(shù)學(xué)模型 116
5.3.2 邊界條件及相關(guān)參數(shù) 116
5.3.3 數(shù)值模擬成果 118
5.3.4 數(shù)值模擬成果討論 122
5.3.5 數(shù)值模擬與實(shí)測(cè)資料對(duì)比 123
第6章 北江大堤紅層堤基存在集中滲漏通道及示蹤技術(shù)的綜合應(yīng)用 125
6.1 概述 125
6.2 基巖紅層地質(zhì)構(gòu)造 128
6.2.1 區(qū)域地質(zhì) 128
6.2.2 紅層新構(gòu)造斷裂發(fā)育特征及巖性特征 129
6.2.3 堤基地層巖性 132
6.2.4 堤基補(bǔ)充鉆探 134
6.3 集中滲漏通道的形成 137
6.4 集中滲漏通道的探測(cè) 139
6.4.1 地下水流速流向探測(cè) 139
6.4.2 水化學(xué)成分及環(huán)境同位素示蹤探測(cè) 141
6.4.3 溫度場(chǎng)特征 145
6.4.4 連通試驗(yàn) 148
參考文獻(xiàn) 150