浙江省自然科学基金(Z5080175)
- 作品数：13 被引量：38H指数：5
- 相关作者：谢康和王玉林李传勋黄大中王坤更多>>
- 相关机构：浙江大学武夷学院江苏大学更多>>
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- 相关领域：建筑科学水利工程天文地球更多>>
- 抽-灌同轴非完整井承压层非稳定流模型及解析解被引量：15
- 2012年
- 对承压含水层在抽-灌同轴非完整井的抽、灌水作用下产生的地下水三维非稳定流建立了数学模型,应用Laplace变换、分离变量法以及井周边界条件傅里叶级数延拓的方法,推导得到考虑越流补给、各向异性条件以及在周期性循环抽水和灌水作用下的地下水水位变化的解析表达式。该解能够退化为考虑越流条件的Hantush非完整井流解析解、第一类越流定流量完整井解和Theis公式。通过算例,在恒定抽水和灌水速率情况下,分析了灌水与抽水速率比、灌水井滤壁长度对承压层水位变化规律及其沿厚度方向和径向分布的影响;在周期性抽水和灌水条件下,分析了承压层水位周期性波动变化的一些规律。
- 王玉林谢康和李传勋黄大中
- 关键词：灌水非完整井非稳定流LAPLACE变换分离变量法解析解
- 径向双层各向异性的承压层井流模型及渗流分析被引量：1
- 2016年
- 考虑了抽水井表皮层的非均质、各向异性和上覆弱透水层的越流作用,建立径向双层各向异性非稳定承压井流模型。对竖向空间变量采用有限差分法将三维渗流偏微分方程初边值问题转化为矩阵偏微分方程初边值问题。应用拉普拉斯变换和矩阵理论求得径向扰动层(表皮层)和非扰动层各自水头降的半解析解。应用所求解对表皮层径向渗透系数沿抽水井线性变化和随机变化两种情形进行实例计算和分析,结果表明,负表皮效应使承压含水层的水头降增幅变大,导致水头降曲线在径向交界处出现上折;而正表皮效应使承压含水层的水头降增幅变小,导致水头降曲线在径向交界处出现下折;某一层位处的承压含水层水头降,既受同水平层的表皮层渗透系数影响,又受到相邻上下层的表皮层渗透系数的影响。
- 王玉林谢康和黄大中李传勋
- 关键词：表皮层半解析解矩阵微分方程承压含水层
- 定流量下承压层环向非完整井流理论及应用被引量：5
- 2012年
- 考虑井壁沿环向一部分不透水,建立定流量下承压层环向非完整井模型,应用Laplace变换和Fourier变换得到井流问题的半解析解,并获得特殊情况下的近似解.基于所得半解析解,分析环向非完整区对流场状况的影响以及影响程度沿径向的分布和随时间的变化.计算结果表明,环向的非完整性使流场产生明显的空间分布差异,会导致定流量井流实验时应用完整井理论估算得到的含水层参数产生偏差.针对这一问题,提出减小误差的方法.环向非完整井的流场特性可用于基坑降水,以增加基坑内的降水深度而减小基坑外的降水深度,通过算例对降水效果进行验证.
- 黄大中谢康和应宏伟胡安峰
- 关键词：半解析解积分变换
- 未穿透覆盖层的自流井渗流模型与解析解被引量：1
- 2020年
- 针对未打穿覆盖层的泉水井抽水引起下卧承压地下水渗流问题建立了数学模型,应用Laplace-Hankel变换及其逆变换求解得到定水头边界条件下承压层水头降的解析解。通过算例分析了承压含水层水头降发展和分布规律以及影响因素,结果表明:阻越流系数对承压含水层的水头降速率和幅度均有明显的影响,阻越流系数越小,承压水头下降的速率和幅度值都越小,且水头降越快达到最大值和稳定流状态;靠近承压含水层顶面水头降最大,随着深度增加而减小,距井越近水头降沿厚度分布越不均匀;承压含水层各向异性对抽水引起的水头降影响较大,Kr/Kv越小承压水头下降的速率和幅度均越大;承压含水层的宽度和厚度均对水头降有很大影响,宽度越大,水头降越明显,而厚度越大,水头降越小。
- 王玉林谢康和李传勋
- 关键词：覆盖层解析解承压含水层径流
- 受承压水作用的基坑底板临界厚度的确定方法被引量：8
- 2010年
- 分析了承压含水层补给区水位上升时承压含水层上基坑底板土层孔隙水压力和有效应力的变化规律。根据基坑底板土的渗透性及其破坏机制,基于弹性力学理论,按受弯拉裂破坏模式和剪切破坏模式计算确定基坑底板土层临界厚度,通过算例和分析,与传统确定临界厚度的计算方法进行了对比。研究表明,提出的基坑底板土层临界厚度的确定方法能考虑土的抗剪强度指标cu和?u以及底板尺寸的影响,比传统计算方法更合理。然而,对于如砂土这类强渗透性土而言,文中方法求解的结果可退化为传统方法的解。
- 王玉林谢康和卢萌盟王坤
- 关键词：承压含水层有效应力破坏模式弹性力学
- 非均匀表皮效应对各向异性稳态承压井流的影响被引量：5
- 2011年
- 考虑表皮效应竖向非均匀分布,建立各向异性承压层3D稳态井流数学模型,为求得问题的解,首先将表皮效应系数视为分段连续函数,再根据该分段函数将承压层划分成N层,然后通过差分法将问题转化为求解矩阵微分方程边界值问题,最后通过矩阵理论求得相应问题的解。应用数学软件对所求得解进行编程,并应用于实例计算和分析中。结果表明,在距竖井较近处,承压层水头降和流量沿竖向分布均与表皮效应系数函数变化趋势相反,即承压层某深度处的表皮效应系数越大(小),则相应位置的水头降和流量越小(大);而距竖井较远处,仅当竖向渗透系数相对于水平渗透系数较小时,才仍具有前述变化规律;承压层不同深度处的水头降沿径向的分布曲线的幅度值,不仅取决于该处的表皮效应系数大小,而且取决于竖向渗透系数与水平渗透系数相对值大小。
- 王玉林谢康和王坤李传勋黄大中
- 关键词：矩阵微分方程有限差分法承压含水层
- 有限区域水位下降引发的软土层三维轴对称固结解析解被引量：1
- 2014年
- 基于Biot轴对称三维固结理论，建立有限区域内水位均匀下降引发的软土层固结模型。利用Gibson—McNamee位移函数方法，对耦合固结方程进行解耦，结合Laplace变换和Hankel变换，对模型进行求解，得出计算软土层变形和内部孔隙水压力的解析表达式。通过与PLAXIS软件的有限元计算结果对比，验证了本文解答的正确性。基于水位均匀下降时的解答，推导水位不均匀下降时的土体固结计算方法。根据解析解分析水位下降范围和土体泊松比对土层固结性状的影响。分析结果表明：随着水位下降范围的增大和土体泊松比的减小，土层的沉降速率越来越快，竖向沉降、径向位移逐渐增大，土层内部初期的超静孔压上升幅度越来越大；竖向沉降影响范围为降水范围的2～3倍，径向位移最大位置为降水范围的1-2倍，受土体泊松比影响很小；与无限大范围水位下降情况相比，有限范围内水位下降引发的土层固结有显著的竖向沉降差异和径向位移，因此在实际工程中考虑降水范围是十分必要的。
- 黄大中谢康和王玉林陶海冰
- 关键词：水位下降位移函数解析解
- 非均质表皮层径向双层承压井流数学模型的半解析解
- 2016年
- 考虑表皮层和未扰动承压层的非均质性、各向异性以及竖向越流补给作用,建立了径向双层承压三维井流的数学模型,采用Laplace变换和矩阵理论求得表皮层和未扰动承压层的水头降以及井壁流量的半解析解.应用所求解编制计算程序,分析了表皮层沿竖向随机变化的渗透性对承压层井流的影响,结果表明:表皮层非均质变化形态决定了表皮层内和其附近处的水头降以及井壁流量的竖向分布规律,表皮层对承压层渗流产生的影响范围与承压层的竖向渗透系数大小有关;改善井周岩土介质渗透性或增大"负表皮层"厚度可提高抽水井产量;表皮层径向渗透系数较小时,承压层的水头降幅度主要取决于承压层径向渗透系数的大小,而当表皮层径向渗透系数较大时,承压层径向渗透系数和竖向渗透系数均对承压层水头降有较大影响.
- 王玉林谢康和黄大中李传勋
- 关键词：非均质表皮效应矩阵微分方程LAPLACE变换承压含水层
- 考虑非均匀表皮效应的承压稳态井流差分解被引量：1
- 2016年
- 鉴于现有的井流模型理论通常将竖井井周的表皮层视为各向同性、厚度竖向均匀分布,与工程实际不符合,其对承压层水头降和竖井产能的计算和分析产生较大误差,笔者考虑了井周表皮层非均匀分布、竖向越流作用和承压层各向异性,建立了相应的承压含水层地下水稳态井流模型,采用有限差分方法,将三维渗流偏微分方程转化为矩阵微分方程,通过矩阵理论求得承压层渗流数学模型的半解析解。应用数学软件编制程序,将得到问题解应用于实例分析,结果表明:承压层表皮层扰动区半径、渗透系数及其竖向分布形态对承压层水头降及竖井产能都有明显的影响。
- 王玉林谢康和李传勋黄大中钟瑜隆
- 关键词：差分法表皮效应矩阵微分方程
- 越流系统中弱透水层的一维固结解及分析被引量：7
- 2012年
- 针对越流系统中弱透水层的固结问题,推导了任意基准面下以水头表示的一维固结控制方程,建立了越流系统中弱透水层的一维固结模型,给出了压缩量和平均固结度的解析解,分析了越流引发弱透水层固结变形的本质,并给出了计算实例和平均固结度的查询表格.研究结果表明:渗透力引起有效应力的增加是土层发生变形的根本原因;弱透水层在1 m越流水头差作用下,能够产生相当于弱透水层顶面施加5 kPa均布荷载所引起的总压缩量;越流系统中弱透水层的一维固结与经典的太沙基一维固结理论相比,达到了相同的固结度,但前者所需时间仅为后者的1/4.
- 谢康和陶立为王玉林李传勋
- 关键词：弱透水层越流渗透力一维固结平均固结度
