纳子峡面板砂砾石坝渗流性态三维有限元分析

根据纳子峡水电站工程坝址区地形地质条件,建立了坝址区三维渗流有限元模型,计算分析了正常蓄水、设计洪水和校核洪水3种工况下坝体及坝基的稳定渗流场,获得了坝体和坝基的位势分布、坝体各分区的渗透坡降及渗透流量等。计算结果表明,在各种工况下坝体及坝基的渗流场符合一般规律,混凝土面板及防渗帷幕等组成的防渗系统可消减水头84%以上,其作用明显;混凝土面板及坝基防渗帷幕的渗透坡降较大,垫层、砂砾料区等的渗透坡降很小,坝体各分区的渗透坡降均小于材料的容许渗透坡降,大坝防渗排水系统的设计在技术上是合理的。     

西霞院反调节水库土石坝段三维渗流有限元分析

通过建立西霞院反调节水库土石坝段三维有限元模型,模拟坝体和坝基防渗系统、下游排水系统、坝基地层等。首先,对比分析三维有限元法计算得到的渗流场结果与实际监测数据,验证了计算模型的可靠性和模拟计算结果的合理性,再利用三维有限元方法对正常蓄水位、设计洪水位和校核洪水位工况下坝体、坝基的渗流总水头、压力水头、渗透坡降、溢出坡降及渗流量进行计算分析,验证了坝体和坝基防渗排水措施的合理性。     

某水电站绕坝渗流及渗透稳定性研究

根据某水电站坝肩沙卵砾石层工程地质特性和水文地质特点,通过现场及室内试验资料初步确定坝肩渗透变形类型及允许坡降。基于Visual MODFLOW三维渗流软件,模拟坝址区绕坝渗流的三维渗流场,获得建坝蓄水后无防渗墙、设置防渗墙条件下的渗漏量及渗透坡降,分析坝肩渗透稳定性。结果表明:设置防渗墙后,地下水位等值线在防渗墙附近较密集,防渗墙内地下水渗透坡降较大,水头损失较大,防渗效果明显;与不设置防渗墙相比,减少渗漏量约84%,防渗墙起到了明显阻水防渗作用。     

瀑布沟高心墙土石坝渗流分析

在深覆盖层地基上修建高土石坝,其防渗体系的可靠性是一项关键技术问题.防渗墙与土质防渗体连接处是抵御渗透破坏的关键部位.根据瀑布沟土石坝防渗体系的结构特点,利用有限元方法对瀑布沟土石坝进行了渗流分析.结果表明:坝体渗流与应力变形计算时,副防渗墙按40％承担水头较为合适;连接部位的渗透坡降是非均匀变化的,混凝土结构顶部的渗透坡降较大,心墙底部出口处的渗透坡降较小;坝体与两岸相接部位心墙底部渗流出口处的坡降最大.研究结论可以为类似工程提供参考和借鉴.     

复杂地质条件下水电站厂房深基坑防渗方案优化

以某水利枢纽工程电站厂房基坑为例,应用三维渗流有限单元法,建立了一期厂房基坑的三维有限元模型。分析不同防渗布置方案下基坑渗流场的分布特性,计算各种方案下防渗墙和基坑内部砂砾石覆盖层的最大渗透坡降及其变化规律,预测基坑排水量。以基坑渗透稳定为控制标准,综合考虑经济因素,提出了深基坑防渗布置优化方案。     

堤基渗流破坏影响因素试验研究及数值模拟

;堤基防渗处理多采用"前截中压后排"的方法,通过砂槽模型试验研究,分析覆盖层模拟方式、压盖重量、悬挂式防渗墙、渗流出口型式等工程因素对渗流破坏的影响,并采用流体动力学有限体积方法对试验工况进行了数值模拟分析.研究表明覆复盖层的试验模拟方式对渗流破坏坡降有较大影响,应结合工程实际选择合理的模拟方式;压重增加可以提高渗流破坏的临界坡降;悬挂式防渗墙对阻止渗流变形的发生作用较小但可以延长渗径,提高承担水头;渗流出口进行反滤处理后防渗能力有很大提高.研究成果与工程实际符合,为堤防防渗加固和防洪决策提供参考.数值模拟结果与试验数据接近,为进一步模拟研究渗流破坏过程和各种工况的防渗效果提供了基础.     

钱塘江南岸西江塘海塘渗流实时监测分析

钱塘江南岸西江塘海塘结构复杂,曾多处出现塘身渗漏,虽多次加固,仍存在防渗安全隐患。通过西江塘实时渗流监测分析,研究经加固后的海塘渗流规律。结果表明,江水位对海塘渗透水位的影响由海塘外侧至内侧逐渐减弱,江水位对强透水的粉土层渗透水位的影响比相对弱透水的粉质黏性土层大。海塘高喷防渗墙内外侧存在一定的水头和较大的水力坡降,墙内侧水位变化幅度小于外侧水位,反映出防渗墙在一定程度上起到了截断渗流水位,降低水力坡降的作用。加固后海塘的实测水力坡降均小于允许坡降,海塘渗透稳定满足要求。     

改扩建水库土坝段三维渗流问题仿真研究

渗流问题是直接影响大坝改扩建后运行安全的关键问题,为此,利用三维渗流场的仿真研究,合理评价大坝改扩建设计渗控的合理性和有效性是十分必要的。采用无压渗流场仿真计算理论和有限元方法,在设计渗控措施下,对某水库加高加固后土坝的三维渗流问题进行仿真计算,并定性、定量分析了土坝坝区浸润线、水头分布、渗透坡降及渗漏量等渗流参数的数值规律。结果表明,混凝土预制块、复合土工膜、防渗帷幕等组成的坝体防渗体系,可以有效地截断通过土坝的渗流,但水库水位的抬高也增加了土坝连接部位的绕渗、渗透坡降等不利渗流的安全问题。     

土工膜修复浆砌石重力坝渗漏的效果分析

针对某病险浆砌石重力坝坝体和坝基渗漏问题,提出了坝面布设土工膜联合坝基帷幕补强的渗漏修复方案,采用有限元法,对大坝开展多工况下渗流场计算,得到了大坝等水头线分布、浸润线高度、渗透坡降及渗流量,重点对土工膜和帷幕的防渗效果进行了论证分析。结果表明,大坝上游面土工膜削减水头显著,膜后坝体浸润线位置低,坝体渗流量小;坝基补强后的帷幕亦有较好的防渗效果,有效限制了坝基渗漏,帷幕渗透坡降小于允许坡降。采用土工膜联合帷幕补强修复浆砌石坝体渗漏是合理可行的。     

龙凤水电站闸基渗流稳定分析

针对地基渗透性强可能导致闸基渗透破坏的问题,龙凤水电站在泄洪闸段上游设置了垂直防渗墙,并深入基岩形成封闭的防渗体系。利用Ansys软件建立了三维渗流模型,分析了有垂直防渗墙和没有防渗墙情况下的闸基渗流特性,结果表明:无防渗墙情况下,闸基以下渗透坡降均匀分布,上游铺盖和下游逸出点达到最大且均远大于沙卵砾石的渗透坡降允许值,极易发生渗透破坏,且水头在底板处只折减约87.0%,导致出逸点渗透坡降值较大;有防渗墙情况下,泄洪闸下游出逸点的坡降值较小,所有水头折减发生在防渗墙部位,冲沙闸段下游出逸点的渗透坡降较小,且所有的水头折减发生在底板处,可以控制整个闸段的渗透破坏,说明实施防渗墙是必要的。     

建筑基坑防渗墙渗流控制效果研究

虽然防渗墙在基坑渗流场控制中应用广泛,但是人们对于防渗墙作用效果的认识仍有不足。以武汉市常见的二元结构地基为背景,概化建立建筑基坑渗流场的典型模型,通过数值模拟分析揭示了防渗墙的渗流控制作用规律;以此为基础,结合工程实践,开展了防渗墙应用的研究。研究成果显示落底式防渗墙对基坑渗流场具有显著的控制效果,但必须更加切实防止墙体出现缺陷,确保落底于可靠的防渗依托层之中;悬挂式防渗墙对基坑渗流场的控制作用效果随贯入度增加而得到有限的提升,应结合成本、工期、基坑排水量控制和基坑安全要求,综合研究确定合适的防渗墙贯入度;防渗墙与排水措施相配合才能形成有效的基坑渗流场控制体系,针对具体工程,需要在充分掌握地质条件、地表水文条件、邻近防洪工程、建筑物及其他设施等条件下,论证渗流控制方案,以达到保障基坑安全和有效控制对周边环境不利影响的综合效果。这些结论也可为地铁等市政工程基坑渗流控制提供借鉴。     

砂土场地排桩围护挡墙渗漏水对基坑变形规律的影响

针对富水砂层排桩挡墙渗漏水及基坑变形问题,以某地铁车站基坑工程为背景,采用数值模拟和现场实测方法对比研究砂土场地止水帷幕局部渗漏水前后基坑挡墙侧向位移、墙后地表沉降及围护桩墙内力变化规律。研究结果表明：止水帷幕局部渗漏加剧了渗流作用对基坑变形的影响,围护桩侧向位移曲线随基坑开挖深度的增大由“斜线”形向“鼓肚”形分布演变,墙后深层土体侧向位移曲线随水平距离L_p增大由非线性“鼓肚”形转变为线性分布;止水帷幕局部渗漏引起地表沉降量及影响范围增大,漏水后地表沉降显著影响区扩展为漏水前的2~3倍;围护桩身内力随基坑开挖深度增加而逐渐增大,漏水后桩身最大剪力和弯矩较漏水前减小;抑制渗漏通道扩展和阻止水土流失加剧是控制基坑渗漏灾害恶化的有效途径。研究成果可为砂土地区深基坑渗漏灾害防治与施工控制提供参考。     

基坑降水条件下地下水流场动态分布规律研究

以淄博火车站南广场还迁商业综合体基坑为例,根据实测资料,建立研究区基坑地下水三维数值模型,并对模型的进行识别与检验,得到适用于该研究区地层的数值模型,利用该模型分析基坑地下水流场的动态分布规律。结果表明,该基坑内外水位差异明显,止水帷幕有效阻隔了基坑内外的水力联系,改变了基坑渗流的流态及水力梯度,可为其他地区模拟分析基坑地下水流场的分布特征提供借鉴。     

输水状态下挖方渠道衬砌干地修复渗控方案

南水北调中线工程运行以来,发挥了巨大社会效益,沿途及京津冀地区对其调水需求日增,渠道停水检修将带来较大风险,因此面临输水状态下渠道衬砌板破坏抢修难题。部分挖方渠道衬砌板下有复杂的渗控措施,输水状态下采用围堰干地抢修渠底和较深部位的渠坡衬砌板时,需解决围堰基坑内外水位差可能带来的基坑内渠坡抗浮和渗透破坏问题。鉴于此,在渠道渗控设计及围堰布置基础上,根据“前堵后排”思想,提出一种围堰基坑“外、中、内”三防线渗控方案,即围堰基坑外围渠基透水管封堵,基坑周边安装水泵抽排。三维渗流场模拟结果表明,该方案可显著降低基坑周边衬砌板下砂垫层内水平渗透比降和基坑涌水量,能保证基坑渗流安全。研究成果可为南水北调中线输水状态下挖方渠道围堰干地抢修提供理论依据和技术支持。     

悬挂式止水帷幕圆形基坑承压含水层地下水非稳定流计算

针对悬挂式止水帷幕基坑中复杂的地下水流动,建立了考虑止水帷幕的圆形基坑承压含水层地下水非稳定流动计算模型。通过对地下水流动计算模型的Laplace变换和有限Fourier余弦变换,推导了Laplace空间的水头降深解,采用Stehfest数值逆变换提出了悬挂式止水帷幕圆形基坑承压含水层地下水非稳定流水头降深半解析解。在验证计算方法正确性和数值逆变换计算准确性的基础上,利用工程实例验证了计算方法的工程适用性。分析了悬挂式止水帷幕插入深度对圆形基坑地下水流动的影响规律,阐明了止水帷幕对基坑内外地下水控制的积极作用,为合理开展悬挂式止水帷幕圆形基坑承压含水层的减压降水设计提供了计算方法。     

高压摆喷桩围井试验在汕头南港水闸基坑的应用

为了解决汕头南港水闸基坑开挖所产生的地下水渗流问题,在典型地质条件地段进行高压摆喷桩围井试验,从而确定合理的孔距、孔深、灌浆压力等技术参数,经现场开挖、注水试验和室内试验检验,均满足设计的要求,高压摆喷桩在水闸基坑防渗工程中取得了良好效果,围井试验在确定合理技术参数方面发挥了重要作用。     

三维声纳渗流探测技术在深基坑工程中的应用——以湖北宜昌庙嘴长江大桥锚碇基坑工程为例

为了在深基坑开挖前提前判断基坑侧壁渗漏点的具体位置,以紧邻长江边的深基坑为工程背景,简要介绍了三维声纳渗流探测的原理,侧重论述了声纳探测技术的实施方法及具体施工布置要求。通过对基坑地连墙外各观测孔声纳渗流检测数据的计算分析、类比和评估,较为全面掌握了基坑在内外水头作用下的渗流情况。在实际开挖过程中,通过现场观测,声纳探测的渗漏点与现场情况基本一致。总结了声纳探测技术的优缺点,从应用需求上指出了下步应探索的领域。     

山东省德州地区地下水流场动态分析

地下水的开采对于地面沉降影响较大,尤其是对于一些特定含水层,过量的开采会导致形成地面沉降漏斗,存在一定安全隐患。基于三维非稳定渗流模型,以试点法为计算手段对德州市德城区进行地下水不同含水层渗流流场分析。分析不同开采量条件下特定含水层渗流流场特性,揭示了地下水在特定含水层中的运动规律,可为计算地面沉降问题提供参考依据。     

基坑开挖工程中渗流场的三维有限元分析

很多工程施工时需要开挖基坑.基坑降水是施工中一个难点.在地下水位较高的地区开挖基坑时,地下水会不断渗入基坑,容易造成流砂和边坡失稳.另外,当遇到承压含水层时,由于上部土体的卸荷,坑底有被顶破而发生涌砂、隆起的危险.因此,如何控制好地下水,减小其对基坑开挖和周围环境的负面影响,是基坑工程特别是深基坑工程设计与施工的一个难题,通过计算分析,给出了基坑开挖中地下水渗流的有效解决方法.     

考虑渗流影响的基坑变形规律与稳定性研究

以湖南常德沅江隧道明挖基坑工程为依托,基于流固耦合数值模拟方法研究土体渗透系数对基坑变形与稳定性的影响规律。结果表明:基坑在考虑渗流作用的数值计算结果与实际的监测变形值基本吻合,随着强渗透地层渗透系数的增大,基坑变形呈增大趋势,基坑底板安全系数呈十分明显的下降趋势,且渗透系数的改变对基坑底板隆起的影响较大,对墙后地表沉降和地连墙水平位移的影响较小;进一步对比分析了考虑与不考虑渗流作用的基坑底板安全系数变化规律,在此基础上建立了考虑渗流作用的安全系数经验公式。