弱透水层

摘要： 软土的含盐特征是地基设计的一个重要指标,含盐特征主要受沉积环境控制,往往具有较强的地域性。以长江河口北翼海陆交互相软土为研究对象,采集多组土样进行室内试验,进行土体含盐特征、参数相关性及沉积环境分析。研究结果表明,软土含盐特征为NaCl型,含盐量均值为0.613%,以弱盐渍土为主,占比85.4%。含盐量、Cl^(-)含量、Na^(+)含量、K^(+)含量峰度检验符合正态分布,但偏度检验值坐落在拒绝域,不属于正态分布。其他离子假设检验偏度和峰度检验均不符合正态分布。软土含盐量与Cl_(–)含量相关性最高,与除了Ca^(2+)含量、CO_(3)^(2-)含量之外的离子相关性好。软土Cl_(–)含量与含盐量、SO_(4)^(2-)含量拟合以乘幂效果最佳;Cl^(–)含量与Na^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、K^(+)、HCO_(3)^(-)含量拟合以多项式拟合效果最佳。软土环境沉积为碱性。软土钠吸附比平均值为54.35,与标准海水的钠吸附比接近,说明软土层含盐特征保留了海水特征。随着深度的增加,软土钠吸附比有减小的趋势,这与软土形成时间有关,软土形成时代越老,渗透淋滤的时间越长。软土中Sr/Ba远大于1,说明土体沉积时受到了海水作用。软土浸出液中的γ_(Mg)/γ_(Ca)远高于地表淡水的γ_(Mg)/γ_(Ca)背景值,说明土体沉积时受到海水入侵。引入海水混合模型,计算了海水混合比例。海水混合比的低值主要分布于西部远离海岸区,该区土体沉积主要受长江河水控制。海水混合比的高值主要分布在滨海地区,该区土体沉积主要受海侵控制,海相属性更重。

摘要： 地下结构受到水浮力作用的问题随着地下空间高度的利用开发日益突出。为解决地下空间结构抗浮与工程投资效益之间的关系,通过数值模拟和模型试验相结合的方法,对兰州地区红砂岩地基浮力折减系数进行研究。模型试验选取红砂岩的渗透系数k为6.67×10^(-4) cm/s、孔隙率n为0.312、干密度ρd为1.76 g/cm^(3),试验得出的浮力折减系数是0.4690时,对红砂岩浮力试验进行数值模拟,结果表明,红砂岩浮力折减系数为0.4684,模拟值与试验值较为接近,说明基于流固耦合理论建立的有限元模型合理、有效。这些研究成果将为兰州地区深基坑开挖、设计等工程提供一定的理论依据。

摘要： 滨海平原弱透水层广布且多赋存古咸水,其盐度分布及运移过程深刻影响着含水层地下水的演变,却得到甚少关注。采集了江苏滨海区7个浅层钻孔弱透水层原状样品,压榨法收集孔隙水。利用孔隙水天然示踪剂ρ(Cl^(-)),ρ(Br^(-))剖面和数值模拟分析了弱透水层孔隙水盐度特征和运移机制。得出浅层孔隙水ρ(Cl^(-))垂向剖面存在2个趋势:①峰值在表层,沿深度逐渐下降;②峰值在深度25m左右,向两端浓度降低。孔隙水ρ(Cl^(-))为486.2~38036.7 mg/L,Cl/Br比值为72~360(均值241)。ρ(Cl^(-))与Cl/Br比值关系及剖面分布说明孔隙咸水为海相成因,来自于全新世海侵时期的古海水,并受到后期淡水的稀释。弱透水层孔隙水一维垂向运移数值模型表明海侵-海退事件控制了海岸带弱透水层孔隙水的盐度演变,全新世古海水仍封存在沉积物中,更新世时期的海水已被驱替。孔隙水运移以扩散为主,垂向运移速率为0.43~15.8 mm/Ma。在相对高渗透性的粉砂地层中,可能还受到侧向对流的影响。弱透水层中古海咸水的重新分布,尤其在地下水超采条件下,可能成为地下水的重要咸化来源。

摘要： 由于工农业经济快速发展引起的广大平原区浅部地下水不同程度污染已经成为比较普遍的问题。平原区深部的承压水因水质较好,往往成为当地供水的主要水源,因此其地下水保护至关重要。承压含水层上部的弱透水层在阻滞浅部污染物进入承压含水层的过程中起到极其关键的作用。本次研究,以华北平原典型区域通州区为例,以研究区水文地质单元为基础,结合钻孔资料获取的地层结构特征、岩性特征等,开展了潜水与承压水之间弱透水层对污染物阻滞能力的探索模拟研究,评价结果显示研究区弱透水层污染物阻滞能力西北部最差,自西北向东南呈现出先增强后减弱的态势。本次研究的思路和方法可为同类平原区弱透水层对污染物阻滞作用研究提供借鉴。

摘要： 弱透水层是含水层系统的重要组成部分,其水文地质参数的准确获取一直以来都是研究难点,传统室内试验难以克服应力状态及环境变化对土层参数的影响,因此如何在原位状态下评价其水文地质参数有着重要意义.选取呼和浩特盆地某淤泥层为研究对象,基于抽水试验和溶质运移试验获得的多源数据,采用基于控制体积有限差分法的非结构化网格(Unstructured Grid)方法,建立三维地下水流-溶质运移耦合模型,对弱透水层水文地质参数进行反演.结果 显示:模型计算的抽水井中水位和溶质浓度变化规律与实际观测数据能够较好拟合,模型识别出的抽水含水层渗透参数(4.8 m/d)与通过解析法计算得出的结果(4.17 m/d)相近,建立的数值模型符合实际水文地质条件;反演得到淤泥质弱透水层垂向渗透系数为1.2×10-4m/d、储水率为1.0×10-5m-1.基于多源数据的参数反演方法可为弱透水层参数研究提供借鉴.

摘要： 弱透水层对含水层水质具有重要的影响,识别弱透水层孔隙水的水文地球化学成因对揭示含水层中元素的来源有重要意义.以长江中游江汉平原沉湖地区为研究区,根据沉积物粒度,将研究区48个沉积物样品划分为25个粉质黏性土和23个粉砂土(分别属于弱透水层透镜体和孔隙潜水含水岩组),通过对沉积物孔隙水中K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO42-、Cl-、TFe、TMn等含量和pH值、ORP进行测试分析,利用Gibbs图、相关性分析、离子比值分析等方法对沉湖地区黏性土弱透水层孔隙水的水文地球化学成因进行了研究.结果表明:①沉湖地区弱透水层孔隙水的水化学类型为Ca-SO4型(0～3 m)和Ca-HCO3型(＞3 m),pH值的变化范围为6.90～8.65,ORP的变化范围为-106～317 mV;②黏性土孔隙水的水化学成分主要受矿物溶解、阳离子交换等的影响,影响黏性土孔隙水水化学组成的矿物种类包括方解石、白云石、含钙镁硅酸盐矿物等,黏性土孔隙水明显受到阳离子交换作用的影响,而粉砂土孔隙水中该作用不明显;③黏性土孔隙水中TFe(平均值为0.74 mg/L)和TMn(平均值为0.55 mg/L)均超过了饮用水质量标准,超标率分别为44％和84％,与孔隙水的碱性还原赋存环境、地层富含铁锰结核有关.本研究识别了沉湖地区弱透水层孔隙水水化学成分受矿物溶解和阳离子交换作用等过程的影响,为区域地下水成因和水质演化提供了新认识.

摘要： 弱透水层与含水层相互作用是国际水文地质学界关注的热点问题,特别是黏性土弱透水层与孔隙含水层的相互作用.近年来,在自然沉积、过量开采地下水、现代化农业机械与建筑业重型机械应用等自然与人为活动影响下,黏土弱透水层会发生有效应力增加、孔隙结构变形和孔隙度减少、渗透性降低、溶解氧和贮水能力减少以及侧向和垂向排水等的压实作用,导致地下水污染、地面沉降等环境问题的发生.本文重点介绍了黏性土弱透水层压实作用的原理,分析了地下水系统中4种不同状态下沉积物压实与孔隙流体压力的关系,基于压实物理模拟和数值模拟两个方面对压实作用的研究方法与技术进行了系统总结,随后探讨了压实作用下黏性土弱透水层对地下水水量与水质的影响,并对此研究的发展趋势及其在地球科学、环境科学等研究领域的潜在应用提出了展望.

摘要： 研制模拟承压水持续变化的试验装置,并利用该装置研究弱透水层在波动承压水作用下的孔压变化规律.研究结果表明:承压水波动引起的弱透水层超静孔压由振荡超孔压和平均超孔压2部分组成;振荡超孔压幅值沿着自下而上的渗流路径急剧衰减;平均超孔压在深度方向上呈非线性的分布;承压水波动周期、幅值对平均超孔压的影响较小,但对振荡超孔压幅值的比值衰减速度和传递范围影响较大;在承压水波动周期较长的情况下,孔隙水压力较容易在弱透水层中传递,在基坑突涌稳定性验算中应充分关注弱透水层底板渗流破坏的可能性;改变承压水初始水位对超孔压的传递影响不显著.

摘要： 地面沉降是目前长江三角洲经济区最主要的一种地质灾害.随着苏锡常地区地下水的全面禁采,目前土体的压缩变形主要来自弱透水层.本文以无锡市锡山区光明村06号钻孔为例,采用压汞试验(MIP)对钻孔土样中的孔隙分布进行了分析,研究了黏性土中的孔隙与地面沉降之间的关系;根据MIP的孔隙分析结果,提出了团粒间孔隙比emip的概念,并将此作为评价弱透水层压缩潜力的指标;采用这一指标,对该钻孔中的弱透水层的地面沉降潜力进行了评价.地面沉降潜力由大到小依次为:第Ⅰ-1弱透水层、第Ⅱ弱透水层、第Ⅰ-2弱透水层、第Ⅰ-3弱透水层.这一结果与土样压缩参数及扫描电镜(SEM)的微观结构分析结果完全一致,是判定弱透水层地面沉降压缩潜力行之有效的一种方法.

摘要： 已有监测结果表明,当前无锡地区地面沉降中土体压缩变形主要来自于弱透水层,对弱透水层压缩性评价有助于对该地区地面沉降发展趋势的判断.本文以无锡光明村一钻孔中第四纪土层为研究对象,采用扫描电镜(SEM),从微观尺度对位于不同深度弱透水层中的粉质黏土的孔隙分布特征进行了研究,并与固结试验数据进行了对比.研究发现,弱透水层的SEM微观结构图像定量分析结果,与土层的压缩性有很好的相关性,它可以定量反映土中可压缩孔隙的数量以及孔隙的复杂程度;土的孔隙率与概率分布指数可反映土中可压缩孔隙的密度和土的压缩性.概率分布指数越小,土体中可压缩孔隙的数量越多.研究成果从微观上为苏锡常地区地面沉降预测提供依据.

摘要： 从科学的角度来说,弱透水层释水机理既涉及地面沉降又关系到地下水资源组成变化,是解决上述问题的关键科学问题之一,对地下水开发、环境保护和水文地质学理论的发展有着理论与实际意义.本课题采用华北平原的未经扰动的原状土样,通过压缩变形及释水实验研究,采用岩土力学、地下水动力学、水文地球化学、同位素水文地质学等研究、测试方法,揭示华北平原超采产生的地下水的水位变化引起的弱透水层压密释水规律.

摘要： 地面沉降模型是地面沉降研究的重要内容,由于弱透水层的变形量占地层全部变形量的比重较大,因此对弱透水层固结模型的研究是地面沉降模型研究中的重要部分.在现有的地面沉降模型中,对不同深度弱透水层的变形计算,无论弱透水层释水机理如何,始终沿用同一计算模式,显然是与实际情况不相符的.本文在对不同深度弱透水层释水变形机理认识的基础上,根据变形机理的差异,分别提出了不同深度弱透水层的变形计算模型.

摘要： 崩岗不同土层的水分渗透性能对其土壤侵蚀特征具有重要影响.本研究采用"环刀法"对崩壁垂直剖面22个不同深度土层的渗透特性进行研究,结果表明:崩岗垂直剖面的渗透特性存在较大差异,红土层的渗透性能总体上优于砂土层和碎屑层,表层0.1m以下存在一层厚度约1m的弱透水层.对不同土层影响渗透的因子进行回归分析可知,弱透水层影响渗透的主要因子为容重和机械组成,砂土层影响渗透的主要因子为粘粒含量,碎屑层影响渗透的因子主要为机械组成.

摘要： 针对软土地区坑底下伏有硬土的弱透水层与承压含水层的基坑.基于承压水引发基坑突涌塑性破坏的三维弹塑性有限元模型,分析了坑底弱透水层厚度、土粘聚力和摩擦角等抑制因素对基坑突涌塑性破坏的影响.计算结果表明:坑底弱透水厚度和土粘聚力与坑底土突涌塑性破坏成非线性反比关系,坑底弱透水层越厚或土粘聚力越大,坑底土突涌塑性破坏的可能性或破坏程度越小,而土摩擦角对坑底土突涌塑性破坏影响不大.最后,提出一些对含承压水基坑设计施工有参考价值的建议.

摘要： 该文以实际工程为例，通过现场监测、模拟和预测，解决了基础抗浮验算中地下水压力的取值问题，蛤有明显的经济效益和社会效益。

摘要： 钢圆筒结构在国内外港口、跨海桥梁等工程中应用,但对钢圆筒结构渗流分析的方法依然不多.钢圆筒结构渗流分为缝隙渗流与接头渗漏,为解决钢圆筒结构缝隙渗流中局部流线弯曲引起的水头损失增加的计算,引入附加阻力概念,将增加的水头损失用弱透水层进行等效,即可在平面应变条件下进行计算;接头渗漏区域引入附加阻力概念进行等效计算,发现缝隙尺寸的大小对弱透水层渗透系数的影响不大,当缝隙尺寸增大400倍时,等效渗透系数仅增加1.6倍,渗流计算中可认为接头缝隙不透水.采用该等效方法利用水平面二维有限元程序对港珠澳大桥西人工岛钢圆筒结构进行渗流分析,通过与三维数值计算进行对比,计算结果相近.

摘要： 本发明公开原位确定弱透水层固结系数和变形滞后指数的双管外管法，首先在现场形成采用双管中外管法确定弱透水层固结系数和变形滞后指数的双管试验模型，基于双管试验模型，推导在内管水头降低某一常量，而外管弱透水层柱体一侧保持地下水位不变条件下外管弱透水层的沉降量公式解析解；其次根据基于外管弱透水层中布置的百分表测量的外管中弱透水层沉降量随时间变化的实验资料，采用配线法确定弱透水层固结系数和变形滞后指数。本发明具有以下优点：推得的解析解理论严密；实现弱透水层固结系数和变形滞后指数的原位测试，试验装置及试验过程简单、易操作；可同时求得弱透水层释水率、固结系数、变形滞后指数、传导系数和渗透系数，获取的参数多。

摘要： 本发明涉及水文地质参数测定技术领域，尤其是非线性固结弱透水层水文地质参数；本发明所要解决的技术问题是提供一种确定非线性固结弱透水层水文地质参数的方法。确定非线性固结弱透水层水文地质参数的方法，包括以下步骤：A.建立实验模型；B.饱和实验土样；C.开展实验；D.实验数据记录；E.终止实验；F.参数计算：将记录的变形量S在与标准曲线相同模数的双对数坐标系中作S～t实测曲线，与标准曲线配线，任选一匹配点，记下对应的坐标值S、t和计算固结系数Cw、压缩指数Cc和初始渗透系数K(e0)；l为弱透水层厚度，e0弱透水层的初始孔隙比；σ′0是弱透水层的初始有效应力；γw是水的重度；f(e0)＝1+e0；f(ef)＝1+ef，ef是弱透水层的最终孔隙比。

摘要： 本发明涉及一种大面积深基坑弱透水层地下水位控制方法，步骤一：土方开挖前，疏排水明沟施工：步骤二：底板施工前，将明沟改造成盲沟，步骤三：外墙回填前，改造环沟与集水井，步骤四：地下室结构施工期间，随着外墙回填进度，向上续接PVC管井，基坑外地下水绕过止水帷幕往基坑内渗透时，会被盲沟网络导向吸水坑，再利用自动感应的球阀潜水泵，水位上升后马上自动抽排，持续控制地下水位。本发明不追求降水速度，通过密集的浅沟，将地表进行了切割，增大了水力渗透面积，充分利用了地下水的自行渗透能力，能够稳定的维持水位。

摘要： 本发明公开了一种同时确定弱透水层水文地质参数和非达西渗流控制参数的方法。首先，构建考虑幂函数形式非达西渗流的一维弱透水层水动力响应模型；然后，计算获得弱透水层一侧水头瞬时降低某一常量并保持不变这一边界条件下,弱透水层累计释水变形量在双对数坐标系中受不同非达西渗流控制参数(指数n和临界水力梯度iL)组合控制的标准曲线；进一步地，通过标准曲线前段斜率α来表征弱透水层非达西渗流状态，并给出α与指数n和临界水力梯度iL的数据参照表；最后，给出一种全新的配线法，可用于及同时确定弱透水层渗透系数和贮水率以及α的值。本发明理论严密，方法简单，精确度高，容易掌握，有很好的推广应用价值。

摘要： 本发明提供一种推演弱透水层孔隙水水化学组分的方法，包括以下步骤：S1.进行土体的易溶盐离子含量的测定；S2.进行土体的湿密度、比重和天然含水量的测定；S3.采用步骤S2得到的土体湿密度、比重和天然含水量进行土体物理指标间的换算，推导出土体的干密度、天然孔隙比和饱和度；S4.采用土体的干密度、湿密度和易溶盐离子含量等换算出土体孔隙水中的易溶盐离子质量及矿化度指标。弱透水层孔隙水样品难以获取且相关测试成本高。将水土作为一个整体进行研究，进行水土的含盐特征及其相关性研究，建立水土盐分换算数学模型，建立的水土盐分换算数学模型具有较高的应用价值。

摘要： 本发明提出了一种基于底部为弱透水层的污染场地阻隔系统，其特征在于，包括围绕污染场地设置的防渗帷幕，所述防渗帷幕内侧设置有截洪沟，于所述防渗帷幕两侧设置有第一类监测井，于防渗帷幕外的未污染区域亦设置有第一类监测井作背景参照井，比对第一类监测井和背景参照井中水质以确定阻隔系统的阻隔效果。本发明可以检测到桩体间是否存在间隙，可以确定桩身的缺陷部位是否透水，在污染场地相对隔水层为弱透水层且可能存在越流污染的情况下，很好地判断污染防治的短期和长期效果，经济高效，成本低，简单直接，操作简单方便。

摘要： 本发明公开了一种增加海岛地下淡水储量的海岛外环弱透水层设计方法，包括如下步骤：步骤1：测量人工海岛或自然海岛水文地质数据；步骤2：建立引入海岛外环弱透水层的二维海岛海水入侵模型；步骤3：解析计算海岛增加外环弱透水层后海岛内淡水水深；步骤4：基于二维剖面模型计算海岛淡水储量，根据最大海岛淡水储量得出最优弱透水层设计参数。本发明所述增加海岛淡水储量的方法不仅可以用于人工岛，而且也可以应用于自然岛，且施工方便，效果明显，能够促进对海岛的开发与利用，应对海岛地区水资源短缺，具有较高的推广应用价值。

摘要： 本实用新型公开了一种弱透水层稳定地下水位测量装置，包括装置主体、压力传感器、支板和贴合套，所述装置主体的内部固定安装有驱动电机，且装置主体的内部设置有数据接收模块，并且数据接收模块的上方设置有数据处理模块，所述装置主体的一侧设置有数值显示屏，且装置主体的内部安装有转动杆，所述转动杆的外侧连接有吊绳，且吊绳的一端连接有安装盘，并且安装盘的下方固定安装有压力传感器。该弱透水层稳定地下水位测量装置，通过安装环外侧转动连接的支板，在支板的弧形倾斜设置作用下，使得该装置在收回时遇到异物阻塞时，支板能够摆动使该装置异物分开，从而能够保证该装置的取出收回更加便捷，使得该装置的实用性更好。

摘要： 本实用新型公开了一种弱透水层稳定地下水位测量装置，涉及地下水位测量技术领域，其技术要点包括：沉没于地下水位的压力传感探头，所述压力传感探头为无线压力传感探头，还包括：固定装置、连接绳和终端设备，固定装置设置于所述钻孔井的井口；连接绳一端连接于所述固定装置，另一端连接无线压力传感探头，终端设备与无线压力传感探头信息交互，固定装置用于将无线压力传感探头放置于钻孔井中，其还用于回收无线压力传感探头，通过无线压力传感探头取代万用表和导线组成的水位测量装置，没有导线短路出现无法测量数据的问题，且无线压力传感探头放置位于地下水位下实现自动测量，减少了测量过程中的人工成本，由于减少了人工误差提高了检测精度。

摘要： 本实用新型公开了一种弱透水层基坑开挖排水盲沟和集水井施工结构，包括纵向盲沟和横向盲沟以及集水井，纵向盲沟和横向盲沟的数量为多条，横向盲沟包括位于第一段横向盲沟和第二段横向盲沟，第一段横向盲沟和第二段横向盲沟的底部倾斜布设，第一段横向盲沟和第二段横向盲沟的底部由下至上设置有第一素土层、第一下土工布、第一下碎石层、第一中土工布、第一上碎石层和第一上土工布，纵向盲沟的内侧壁设置有第二侧壁土工布，集水井的井筒侧壁上设置有多个圆孔。本实用新型结构简单，适应于弱透水层基坑降排水，解决目前降水结构在弱透水层中降排水效果不佳的问题，同时可有效地过滤地下水渗流带出大量细土颗粒。