水利工程渗流分析理论与实践

目录
CONTENTS
前言　i
第1章　岩土介质渗流的基本理论　1
1.1　岩土介质的类型与结构特征　2
1.1.1　概述　2
1.1.2　孔隙介质　3
1.1.3　裂隙介质　6
1.1.4　溶隙介质　11
1.2　岩土介质渗流的基本规律　14
1.2.1　概述　14
1.2.2　线性渗流规律　15
1.2.3　非线性渗流规律　21
1.2.4　非饱和渗流规律　24
1.3　岩土介质渗流的控制方程　31
1.3.1　概述　31
1.3.2　稳定/非稳定渗流分析模型　33
1.3.3　饱和-非饱和渗流分析模型　42
1.3.4　水-气两相渗流分析模型　46
参考文献　49
第2章　岩体的渗透特性及其演化规律　55
2.1　岩石渗透特性的快速测试与解析方法　56
2.1.1　概述　56
2.1.2　瞬态气压脉冲法原理　56
2.1.3　岩石渗透率与孔隙率的解析公式　58
2.1.4　试验及结果分析示例　62
2.2　岩石的损伤及渗透特性演化规律　65
2.2.1　概述　65
2.2.2　岩石应力-变形曲线与渗透率演化规律　66
2.2.3　岩石损伤的细观力学分析　74
2.2.4　岩石渗透特性演化的细观力学分析　84
2.2.5　岩石损伤-渗透率模型的验证及应用　89
2.3　裂隙岩体的渗透特性及其演化规律　97
2.3.1　概述　97
2.3.2　岩体渗透特性的测试与表征方法　97
2.3.3　岩体渗透特性的演化模型　101
2.3.4　多泥沙河流坝址区岩体渗透特性的时间效应　114
2.3.5　工程应用实例　117
2.4　深切峡谷区岩体渗透系数的分布规律　125
2.4.1　概述　125
2.4.2　岩体渗透性试验数据分析方法　126
2.4.3　峡谷区岩体的渗透系数及其分布　129
2.4.4　峡谷区岩体渗透特性的主要影响因素　134
参考文献　141
第3章　岩体的非达西渗流特性　147
3.1　裂隙的非达西渗流特性　148
3.1.1　概述　148
3.1.2　裂隙的几何形貌及其对渗流的影响　148
3.1.3　裂隙渗流试验及非达西渗流规律　155
3.1.4　裂隙非达西渗流模型　158
3.2　稳定流条件下裂隙岩体的非达西渗流特性　164
3.2.1　概述　164
3.2.2　高压压水试验与压力-流量曲线　165
3.2.3　解析模型与岩体渗流参数的确定　169
3.2.4　岩体透水率的取值方法　174
3.2.5　工程应用实例　176
3.3　非稳定流条件下含水层的非达西渗流特性　181
3.3.1　概述　181
3.3.2　非达西线状流模型　182
3.3.3　广义非达西径向流模型　187
3.3.4　工程应用实例　197
3.4　岩土介质非达西渗流参数的统计规律　203
3.4.1　概述　203
3.4.2　非达西渗流参数统计模型　204
3.4.3　非达西渗流参数的演化　210
3.4.4　工程应用实例　213
参考文献　219
第4章　岩土介质的非饱和渗流特性　227
4.1　岩土介质非饱和渗流参数的统计规律　228
4.1.1　概述　228
4.1.2　VG模型参数及分布特征　228
4.1.3　VG模型参数与渗透系数的相关关系　230
4.1.4　岩体VG模型参数的估算及工程应用　233
4.2　变形条件下非饱和土的土水特征曲线　240
4.2.1　概述　240
4.2.2　非饱和土的变形特性与本构模型　241
4.2.3　考虑变形影响的土水特征曲线模型　243
4.2.4　考虑变形影响的相对渗透率模型　253
参考文献　258
第5章　渗流场的数值模拟方法　263
5.1　稳定/非稳定渗流数值模拟方法　265
5.1.1　概述　265
5.1.2　Signorini型变分不等式提法　266
5.1.3　有限元数值计算格式与流程　269
5.1.4　稳定/非稳定渗流分析的若干问题　277
5.1.5　工程应用实例　281
5.2　饱和-非饱和渗流数值模拟方法　286
5.2.1　概述　286
5.2.2　Signorini型变分不等式分析方法　287
5.2.3　水-气两相渗流的数值模拟方法　290
5.2.4　应用示例　291
5.3　大型排水孔幕的数值模拟方法　294
5.3.1　概述　294
5.3.2　排水孔幕的边界条件　295
5.3.3　排水孔幕模拟的子结构技术　296
5.3.4　工程应用实例　299
5.4　渗流场的多目标反演分析方法　301
5.4.1　概述　301
5.4.2　渗流反问题的数学表述　302
5.4.3　多目标反演分析方法　304
5.4.4　工程应用实例　308
参考文献　318
第6章　水利工程渗流控制及其优化设计　323
6.1　渗流作用下岩土介质的变形与破坏　324
6.1.1　概述　324
6.1.2　岩土介质的渗透稳定性　324
6.1.3　岩土介质的水-力耦合效应　327
6.2　渗流控制技术原理与优化设计方法　330
6.2.1　概述　330
6.2.2　渗流控制技术及原理　331
6.2.3　渗流控制优化设计方法　333
6.2.4　工程应用实例　336
参考文献　349
附录井流偏微分方程的求解　352