某平原水库坝基渗漏成因分析

针对某平原水库渗漏现象,采取安全监测、地质勘探和无损探测及数学模型等多种手段,对比了蓄水前后库周地下水渗流场差异,查明了坝基含水层中弱透水层连续性及缺失段,高密度电阻探测结果说明坝基含水层较深,应用坝体坝基及库周观测孔实测值开展了水库三维渗流反演计算,在此基础上对高水位水库大坝三维渗流场进行了预测计算。综合分析成果,揭示了水库渗漏成因,解释了库周浸没现象。结果表明,因地基相对隔水层渗透性大且有缺失段导致防渗体系不健全是水库渗漏主要原因,同时库内外广泛分布且封堵不彻底的农用机井缩短了有效渗径,增大了水库渗漏量。     

小浪底水库大坝坝基渗漏影响分析

水库运行期间,坝体及坝基的渗漏不可避免,渗流对其稳定性影响较大,确定渗流量及主要渗漏部位尤显重要,以小浪底水库大坝为例,采用Feflow地下水数值模拟软件计算坝址区的地下水位,并与观测孔的实测水位进行拟合,反演获得坝址区各种材料的渗透参数值,并在此基础上,对坝基深厚覆盖层和断层等条件变化时的渗流量进行模拟预测。计算结果表明,坝基深厚覆盖层和断层对坝基的渗漏量影响明显,应加强坝基和断层的补强灌浆措施。     

某水库副坝坝基渗漏成因分析及渗透稳定性计算

针对某水库副坝坝基长期存在的渗漏问题,在综合分析历次地质勘察结果的基础上,采用高密度电法对副坝进行无损探测,同时,采用有限元法对副坝渗流性态进行二维数值模拟,分析坝基渗漏对副坝渗透稳定性的影响。结果表明,副坝坝基渗漏主要是由于坝基存在强透水的砂砾石层;副坝坝基渗漏未彻底解决的主要原因是已采取的防渗措施不当或存在质量缺陷,1978~1979年实施的桩号0+678~0+700段沟槽防渗墙存在缺陷,2000年实施的灌浆效果不佳;防渗墙失效后,副坝坝基砂砾石层在校核洪水位工况下可能发生渗透破坏,建议进一步采用混凝土防渗墙对副坝坝基进行防渗加固处理。     

调节水位对橡胶坝坝基渗流影响的分析

针对调节水位对橡胶坝坝基渗流的影响,以滹沱河橡胶坝为例,采用有限元法对坝基渗流进行了三维模拟研究,利用等参六面体单元精确模拟了坝区各地层和水平铺盖的空间分布及不同工况下坝基的渗流场分布规律,并分析计算了调节上游水位和降低下游水位的水头分布、单宽渗漏量及渗透坡降对坝基渗流场的影响。结果表明,该坝基满足调节上游水位时的防渗要求。     

某土工膜防渗土石坝渗漏险情成因分析

随着土工膜广泛应用于水库大坝防渗,土工膜缺陷引起的大坝渗漏问题严重威胁着水库大坝安全和工程效益发挥。针对某土工膜防渗调蓄水库主坝渗漏问题,建立有限元计算模型,计算了土工膜缺陷位置、尺寸对主坝浸润线、渗流场位势等渗流特性的影响,分析了渗漏成因,并结合高密度电法、安全监测资料、补充地勘资料进行验证。结果表明,渗漏原因为主坝坝体填土压实度较低、部分具有湿陷性导致主坝沉降量大引起坝坡土工膜受拉破坏;随着土工膜缺陷位置上移,浸润线高程先增大后减小,且局部有凸起现象;膜后消杀水头随土工膜缺陷尺寸增大而缓慢减小,随缺陷位置上移先基本不变后显著增大;桩号0+070断面上游坝坡与库底交界处上方附近、桩号0+270断面上游马道附近土工膜发生破损。研究结果可为同类工程病险诊断、设计和运行管理提供参考。     

橡胶坝坝基渗控措施有限元分析

针对小埠东橡胶坝坝基渗漏和稳定问题,在采取加固除险措施基础上采用多孔介质稳定渗流理论建立了坝基典型剖面的二维有限元模型,计算了设置和不设混凝土防渗墙的坝基渗流场的位势分布、渗透坡降和单宽流量,分析了防渗墙对坝基渗流场的影响.结果表明,设置防渗墙后,坝基渗透坡降和渗漏量均显著减小,可满足渗透稳定要求.建议增设厚45 cm的混凝土防渗墙.     

土工膜缺陷引起的土工膜防渗砂砾石坝渗漏数值模拟

为研究土工膜缺陷对土工膜防渗砂砾石坝渗流场的影响,基于某土工膜防渗砂砾石坝的实际情况,应用饱和〖CD1〗非饱和渗流理论,构建了三维有限元数值计算模型,并对土工膜缺陷条件下坝体和坝基渗流场进行了数值模拟,拟定了不同缺陷部位、尺寸的计算方案,分析了在不同压力水头下复合土工膜发生不同程度的破损对渗流场的影响,获得了土工膜防渗砂砾石坝缺陷渗漏渗流场的特性。发现单个土工膜缺陷的发生部位和大小对砂砾石坝的渗流要素（浸润线、渗透坡降、渗透流量）影响不大,对缺陷附近局部渗流场的影响较大,随着缺陷处压力水头或缺陷尺寸的变大,局部饱和区变大。表明单个土工膜缺陷渗流影响区域仅为缺陷附近垫层内部较小区域。     

漕河水库大坝渗流分析及加固设计方案探讨

分析了大坝坝体、坝基的渗漏原因,采用二维稳定渗流有限元法计算了坝体的渗流安全性,结果表明坝体、坝基存在渗流安全隐患.针对具体隐患部位,提出对坝体心墙部分采用冲抓套井加高心墙、开挖回填接高心墙、劈裂灌浆及对坝基部分采用帷幕灌浆、对输水涵管采用原涵管内套钢管等加固方案.通过加固后的渗流安全性分析,该措施可有效解决漕河水库的渗流及渗透稳定问题.     

某水库大坝部分坝体抬升成因分析及仿真模拟

某水库蓄水之后,通过坝体表面变形测点监测到部分坝体表面持续抬升,造成大坝部分坝段下游坡马道上侧排水沟护砌块石受坝坡变形挤压存在倾斜现象,其中部分坝段倾斜严重。在现场调查的基础上,结合大坝安全监测与检测资料,考虑包括库水位变化、坝体渗流场变化、地形地貌、地层岩性及坝基岩体应力等因素,初步认定坝体表面抬升是由于坝基岩体在渗漏条件下吸水膨胀所致。进而通过现场坝基取样试验检测坝基岩体膨胀情况,并结合大型通用有限元软件ANSYS,采用等效热应变模拟坝基岩体膨胀特性,与实际观测资料进行对比,在修正的材料力学参数基础上,拟合了坝基岩体的膨胀系数,较好地模拟了坝体表面变形,验证了坝基岩体膨胀这一结论的合理性。     

防渗墙裂缝对沥青心墙坝坝基渗流的影响

针对防渗墙在施工和运行过程中可能出现裂缝,高压渗水对坝基渗透稳定性造成影响的问题,以新疆大河沿水库工程为例,应用渗流有限元法,建立坝址区三维有限元模型,研究了防渗墙裂缝型式和裂缝宽度对坝基渗流场的影响,并分析了裂缝出现后土体渗透破坏的范围。计算结果表明,防渗墙完好情况下,坝基渗透稳定满足要求;防渗墙出现裂缝时,坝基土体可能会发生渗透破坏,并且上部横向裂缝比竖向裂缝对坝基渗流场影响更大,同时裂缝宽度也会对坝基渗透破坏范围产生较大影响。     

蛟坞水库大坝渗漏探测及定向处理技术及应用

掌握水库渗漏的病因及隐患的空间展布是大坝防渗处置的前提和基础,针对渗透薄弱部位引进最优化、微创化的施工设计能起到事半功倍的加固效果。在介绍并行电法探测与定向处理技术原理的基础上,基于大坝渗流薄弱区与周围介质之间导电性的差异,利用并行电法对隐患区高效、准确定位,通过分析渗漏原因再对大坝不同区段实施定向分带灌浆,并对完工后的大坝实施了钻孔取样和电阻率动态检测。将水库渗漏探测及定向处理技术应用于蛟坞水库大坝的查漏与定向堵漏之中。应用结果表明,并行电法确定了蛟坞水库的核心渗漏区位于K0+007～K0+022m段的坝体部位,定向灌浆处理后大坝渗漏流量由1.45L/s显著下降至0.05L/s直至干涸,从而验证了所提方法的可行性。研究成果为病险水库的渗透破坏治理提供了新思路,具有较高的推广应用价值。     

某水库右坝段坝基渗漏特征及原因分析

针对中小型水库中的土石坝容易出现坝基、坝肩和绕坝渗漏的问题,分析了某水库右坝段渗漏部位及由此导致水库无法蓄水的具体原因。通过分析坝址区水位监测孔、钻孔取芯、压水试验、波速测井和钻孔全景成像等资料,发现该水库无法蓄水的最主要原因是坝基灌浆帷幕效果(透水率小于3Lu)未达到预期效果,基岩顶板渗透率很大,仍是主要的渗漏部位和通道,主要渗漏范围为灌浆盖板以下10m内,缘于未探明F3断层和三条张开度极大的卸荷裂隙情况,致使防渗处理存在缺陷。右岸山体基岩裂隙水的地下赋存与冻融对坝后渗漏通道的形成有一定促进作用,应该做出相应风险和灾害评估。研究成果可为类似工程提供参考。     

二滩高拱坝坝基灌浆帷幕防渗效果研究

以运行期的二滩拱坝为例,考虑高拱坝坝基存在断层及有自由面排水孔幕情况,利用三维渗流场有限元模拟法、改进排水子结构法和隐式复合材料单元法建立了高拱坝坝基渗流场有限元数值模型,模拟了灌浆帷幕和排水孔幕同时作用时的拱坝实际渗流场,再假设坝基灌浆帷幕失效模拟了该工况下的坝基渗流场,通过比较分析研究了高拱坝坝基灌浆帷幕的防渗效果。结果表明,灌浆帷幕失效后二滩高拱坝坝基渗流场依然可在排水孔幕作用下保持稳定,坝肩部位渗流场稳定性明显降低。     

石漫滩碾压混凝土重力坝渗流异常成因分析

针对石漫滩碾压混凝土重力坝渗流异常问题,根据其运行表现,系统分析了大坝渗流观测资料,并利用有限元模型正反分析其渗流异常,发现坝体混凝土等效渗透系数不满足现行规范要求,基于坝体多处出现射水、渗漏量增大明显的现状,建议尽快除险加固,以确保工程安全。     

混凝土大坝排水孔转异特征研究

借助有限元数值分析方法，通过改变排水孔排水性能来模拟排水孔对大坝渗流场的影响。研究排水孔的转异特征，为选择经济合理的排水孔设计方案提供理论依据。研究结果表明，对布置有坝基排水孔的大坝而言，坝基渗流量相对库水位的变化存在一转异拐点，当排水孔渗透系数比坝基岩体渗透系数大2个数量级以上时，坝基渗流量已基本没有变化；坝体浸润线与坝体排水孔的排水效果密切相关，当坝体排水孔发生转异时，坝体排水孔相对于坝体混凝土的渗透系数在10^3左右。     

基于遗传神经网络的坝区初始渗流场反分析

为尝试采用遗传神经网络法解决无渗漏量资料的多目标渗流反分析问题,根据遗传神经网络的非线性映射特性,提出了基于遗传神经网络的初始渗流场反演方法,采用正交设计法设计渗流场参数样本,通过有限元分析获得钻孔水位样本,并利用遗传神经网络学习钻孔水位与渗流场各参数的非线性关系得到各参数的反演值。以卡拉水电站右岸坝区为例,反演了岩体和结构面的渗透系数和右岸边界水头,验证表明该方法在渗流场反演中具有较高的精度。     

库水位升降对那板心墙土石坝渗流场及坝坡稳定性的影响

以那板心墙土石坝为例,基于多孔介质饱和—非饱和渗流基本原理,采用有限元方法对该坝在不同库水位升降速度条件下的瞬态渗流场进行了数值模拟,并将瞬态渗流场与极限平衡法相结合分析了坝坡的稳定性。结果表明,坝体渗流场的变化相对于库水位的变化具有明显的滞后性,该滞后性对库水位快速下降条件下的上游坝坡的稳定极为不利,而对库水位快速上升条件下的上游坝坡的稳定有利,为库水位变化对土石坝渗流场及坝坡稳定性分析评价提供了参考依据。