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第1章 绪论 1

1.1边坡截排水的意义与存在的问题 1

1.2压缩空气在工程中的应用现状 3

1.2.1含水层型地下储气库 3

1.2.2压气新奥法隧道施工 4

1.2.3地下水曝气法 5

1.2.4空气注入技术治理液化 6

1.3边坡充气截排水方法 6

第2章 充气截排水方法的基础理论 9

2.1非饱和土的渗透特性 9

2.1.1非饱和土的土-水特征曲线 9

2.1.2非饱和土的渗透系数函数 11

2.2入渗过程中的气体阻渗机理 13

2.2.1降雨入渗过程 13

2.2.2入渗过程中的气体阻渗机理分析 14

2.3充气排水运动机理分析 16

2.3.1充气排水运动细观机理 17

2.3.2充气排水运动宏观机理 19

2.4充气排水压力的确定 20

2.4.1充气排水渗流理论分析 20

2.4.2充气排水起始气压力的确定 21

2.4.3充气排水压力上限的确定 22

2.4.4充气排水方法的适用性 24

2.5边坡充气阻渗截水理论分析 25

2.5.1成层土渗流分析 25

2.5.2边坡充气阻渗截水分析 26

第3章 土体中充气截排水可行性试验 27

3.1充气排水可行性试验 27

3.1.1充气排水试验装置 27

3.1.2充气排水的可行性分析 28

3.2饱和土柱充气截水试验 29

3.2.1充气截水试验装置及试验步骤 30

3.2.2充气截水效果分析 31

3.3非饱和土柱充气阻渗试验 33

3.3.1充气对入渗影响的试验方法 34

3.3.2入渗现象与湿润锋面发展过程 35

3.3.3入渗过程中土体容积含水量变化 38

3.3.4阻渗效果评价 39

3.4粉质黏土渗透性及导气率物理模型试验 41

3.4.1土体导气率公式 42

3.4.2模型试验条件和步骤 43

3.4.3试验现象和基本认识 47

3.4.4导气率与饱和渗水系数之间的关系 48

第4章 砂土边坡充气截排水模型试验 52

4.1砂土边坡充气截水效果分析 52

4.1.1试验模型及过程 52

4.1.2充气截水效果分析 56

4.2砂土边坡最佳充气压力研究 59

4.2.1试验模型及方法 59

4.2.2最佳充气压力的试验分析 62

4.2.3最佳充气压力的数值分析 65

第5章 粉质黏土边坡充气截排水模型试验 74

5.1充气过程中坡体地下水位的变化规律 74

5.1.1试验模型与试验方案 74

5.1.2充气过程中地下水位变化的阶段性 79

5.1.3初始地下水位对充气过程的影响 84

5.1.4充气压力对地下水位变化的影响 87

5.2边坡充气形成非饱和阻水区的过程分析 90

5.2.1边坡充气模型试验 91

5.2.2充气非饱和区形成过程分析 93

5.3非饱和区的长度和宽度对截水效果的影响 98

5.3.1充气非饱和区长度 100

5.3.2充气非饱和区宽度 103

第6章 充气过程中气水两相流基本特征数值模拟 107

6.1气水两相流数值分析基础理论 107

6.1.1控制方程 107

6.1.2土水特征函数与渗透系数函数 109

6.2气体对入渗影响的数值分析 109

6.2.1不考虑气体影响的降雨入渗分析 110

6.2.2考虑气体影响的降雨入渗分析 111

6.2.3考虑气体影响的自由入渗与积水入渗对比 114

6.2.4不同土体中孔隙气体的阻渗效果 116

6.3一维土柱中充气截排水方法的数值分析 118

6.3.1充气对体积含水量的影响 119

6.3.2充气对孔隙水压力的影响 119

6.3.3充气对孔隙气压力的影响 120

6.4边坡充气截排水方法的气水两相流基本特征数值模拟 122

6.4.1坡体充气数值计算模型 122

6.4.2坡体充气过程中非饱和区扩展特征 123

6.4.3非饱和区孔隙气压力的变化规律 125

6.4.4非饱和区孔隙水流速的变化规律 127

6.4.5非饱和区孔隙气体流速的变化规律 129

6.4.6非饱和区体积含水量的变化规律 130

6.5充气非饱和阻水区的形成机理分析 131

6.5.1数值分析模型 132

6.5.2非饱和阻水区形成机理分析 133

第7章 充气截排水影响因素数值模拟 136

7.1充气位置 136

7.1.1模型计算参数的反演确定 136

7.1.2充气点沿渗流方向上的相对位置 138

7.1.3充气点深度 140

7.2坡体渗透性 141

7.2.1渗透系数对截排水效果的影响 142

7.2.2渗透系数对截排水效果上限用时的影响 143

7.3土体孔隙率 143

7.3.1孔隙率对截排水效果的影响 144

7.3.2孔隙率对截排水效果上限用时的影响 145

7.4充气压力 146

7.4.1充气压力对截排水效果的影响 146

7.4.2充气压力与相应的截排水上限用时的关系 147

7.4.3渗透性、孔隙率及充气压力对截排水效果影响的对比 148

7.5充气非饱和区宽度 149

7.6非饱和土层厚度 152

7.6.1非饱和土层厚度对允许充气压力的影响 153

7.6.2非饱和土层厚度对坡体地下水位的影响 155

7.6.3非饱和土层厚度对地下水渗流场的影响 157

第8章 土体充气变形破坏机理研究 164

8.1土体充气破坏物理模型试验 164

8.1.1试验装置及试验步骤 164

8.1.2单层土的充气变形破坏 166

8.1.3双层土的充气变形破坏 167

8.1.4三层土的充气变形破坏 168

8.2土体充气破坏机理分析 171

8.2.1土体裂隙扩展理论 171

8.2.2松散颗粒类土体破坏分析 173

8.2.3气囊影响区形成机理分析 174

8.3充气截排水渗流与变形耦合的数值分析 175

8.3.1控制方程与模型建立 176

8.3.2坡体非饱和区气水运移过程及变形特征 177

8.3.3充气压力与坡体变形的关系分析 179

第9章 边坡充气截排水工程实例分析 183

9.1滑坡概况及成因分析 183

9.2数值计算模型参数确定 184

9.2.1模型物理力学参数确定 184

9.2.2充气压力确定 186

9.3数值模拟结果分析 187

第10章 结语 190

参考文献 193

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