水位骤降下土石坝的渗流和结构稳定分析

基于FredlundXing非饱和渗流模型和Morgenstern-Price极限平衡理论,对水位骤降下土石坝的渗流和结构稳定进行分析。结果表明,库水位骤降时坝体内浸润线未与坝前水位同时降落,坝体浸润线从上游至下游表现为先升高再降低,迎水坡安全系数明显降低而背水坡基本不变。     

库水位骤降条件下均质土石坝渗流稳定分析

本文基于Van Genuchten非饱和渗流模型综合分析了土石坝饱和一非饱和渗流,以工程实际为例,研究了水位骤降工况下土石坝渗流稳定问题.结果表明:库水位骤降工况下,上游水位的变化对坝体渗流量的影响较大;库水位急剧降落易使浸润线形成逆向渗流形态,并造成土石坝坝坡稳定性的降低,但是当孔隙水压力消散时间足够长时,上游坝坡稳定性有一定程度的提高.     

库水位骤降下某均质坝除险加固后稳定性态评价

为研究库水位骤降对水库均质坝稳定性态的影响,基于非饱和渗流有限元理论,采用Geo-Studio软件计算某大坝在整治后不同库水位下降速率时的安全性态,得到坝体渗流场、坝坡安全系数及最不利滑裂面。计算结果表明,坝内渗流场的变化滞后于库水位的下降时间;库水位下降速率越大,浸润线最高点越高,上游坝坡稳定性越差;上游坝坡在初期降水时安全系数随时间的推移减小明显,在降水后期安全系数随时间推移减小不明显;库水位下降速率和库水位高程对大坝上下游坝坡滑裂面位置没有影响。计算成果为整治后水库的合理运行和管理提供了科学依据。     

水位骤变下土石坝非稳定渗流及稳定分析

以库水位骤变全过程为分析工况,基于非稳定渗流理论,考虑渗透系数与基质吸力之间的非线性关系,研究了典型土石坝工程的非稳定渗流场变化规律和渗透稳定性,并对坝坡瞬态抗滑稳定系数进行了计算。结果表明:水位骤变过程中,坝体处于非稳定渗流状态,浸润线呈突起弯曲状并不断变化,且水位变化速率越快,弯曲越明显;水位骤升阶段,非稳定渗流场等势线整体向上游偏移,对应大坝典型部位的渗透坡降明显大于该水位时稳定渗流场的,且水位上升速率越大,渗透坡降越大,超过允许渗透坡降时可能发生渗透破坏;上游坝坡在非稳定渗流阶段的瞬态稳定安全系数变化较大,水位升高对其稳定有利,水位骤降超静孔隙水压力来不及消散,形成反向渗流,坝坡稳定性降低明显,且水位下降速率越大,稳定性越低。     

抽水蓄能电站粘土心墙堆石坝库水位降落时坝壳浸润线计算及稳定坝坡设计

我国抽水蓄能电站的修建是近几年才开始的。用粘土心墙堆石坝作为抽水蓄能电站的蓄水池的挡水坝在国内尚属少见。根据抽水蓄能电站的运行特点，库水位在几小时之内大幅度升降。这种变化使心墙上游坝壳的浸润线发生相应的变化。笔者在设计中参考国外类似工程采用乘以相应修正系数的方法确定浸润线位置，并进行坝坡稳定计算以确定稳定的坝坡。笔者认为该问题引起同类问题设计者的重视，并建议有关科研单位进行相应的研究工作。     

库水位回落条件下土石坝边坡稳定分析

利用二次开发的有限元软件ANSYS,形成渗流与边坡稳定分析程序模块,计算得到库水位回落条件下的土石坝渗流场;据此分析非饱和土强度、土体密度随含水量变化的关系及渗透力作用;利用强度折减有限元技术分析了水位降落过程中渗透系数、水位降速对边坡稳定性的影响.结果表明,库水位降落初期,坝内浸润线下降,下游坝坡稳定性增大,但此时上游坝坡稳定性仍大于下游坡;饱和渗透系数相同时,库水位降落速度越大则上游坝坡稳定性越差,不同水位降落速度对较小饱和渗透系数的土石坝渗流场及边坡稳定性影响程度较小,对较大渗透系数的坝体则影响较大;水位下降速度相同,则坝体饱和渗透系数越小其上游边坡稳定安全系数越小.     

库水位骤降下混凝土防渗墙对心墙土石坝渗流稳定的影响

采用混凝土防渗墙对心墙土石坝进行加固,考虑坝体土料的非饱和特性,对加固前后土石坝在库水位骤降情况下的渗流稳定特性进行有限元计算分析,结论如下:当水位骤降时,加固前的坝体中孔隙水来不及排出,浸润线呈"上凸"状,坝顶向上游发生较大变形,上游坝坡形成贯通塑性区,坝坡抗滑安全系数较小.设置混凝土防渗墙后,心墙内的浸润线降低,坝顶位移和沉降变小,塑性贯通区消失,坝坡安全系数增加.计算表明,混凝土防渗墙与坝基相连,在坝体内部形成"纵向增强体",坝体整体刚度增强,抗渗性增强,坝体的变形得到有效限制,坝体的稳定性明显提高.     

库水位下降条件下土石坝渗流场数值模拟

以某水库土石坝为研究对象,利用Geo-Studio软件中的Seep/W模块对上游不同水位条件下的稳态渗流场和不同库水位下降速率条件下的瞬态渗流场进行数值模拟,分析了坝体浸润线、压力水头、体积含水量和水力梯度的变化规律。结果表明,在稳态渗流中,上游水位越高,坝体浸润线也越高,截面流量越大,坝体的安全性越低;库水位下降对坝体临水侧渗流场影响较大,且坝体内自由水面下降存在明显的滞后现象;水位下降速度越快,压力水头、体积含水量和水力梯度的变化对上游坝坡的安全稳定越不利。     

万安水电站土石坝坝体渗流特性分析

渗流特性是反映土石坝运行性态的重要内容。依据万安水电站土石坝坝体测压管渗压水位监测资料,从渗压水位变化过程、渗压水位与上游水位相关性、坝体浸润线和心墙渗透坡降等方面,对大坝渗流特性与渗流状态进行了分析与评价。研究表明,万安水电站土石坝坝体渗压水位变化规律和坝体浸润线状态合理,心墙防渗效果较好,坝体渗流特性正常。     

基于GeoStudio的某水库均质坝渗流稳定安全评价

为了定量评价某水库均质坝当前的渗流稳定情况,基于非饱和渗流有限元理论,采用GeoStudio软件计算了水库大坝在稳定及非稳定渗流状态下的渗透稳定情况,得到了坝体渗流场、渗透比降、渗流量和坝坡稳定安全系数。结果表明:(1)在坝体内形成非稳定渗流工况时,坝体浸润线明显高于上游水位,此时上游坝坡处于最不利的安全状态;(2)坝体处于稳定渗流时,上游坝坡安全系数增大,下游坝坡安全系数逐渐减小;(3)各运行工况下大坝渗透比降均小于允许值,安全系数均大于规范最低要求值。研究成果可为大坝坝体的安全评价提供参考。     

东谷水库大坝渗流监测资料分析

根据东谷水库大坝渗流监测资料,定性分析了测压管水位变化过程、位势过程、渗漏量过程等.建立了测压管水位、渗漏量回归统计模型,定量分析了测压管水位的影响因素.结果表明,回归拟合效果较好,大坝浸润线趋于升高,渗漏量趋于减小,坝体整体渗透性降低,大坝渗流运行正常,分析结论可为东谷水库大坝渗流安全评价提供技术支持.     

库水位骤降对非饱和坝坡稳定性的影响

基于非饱和土体抗剪强度理论,采用极限平衡法,考虑非饱和非稳定渗流对坝坡稳定性的影响,通过体积含水量与基质吸力之间的非线性关系,模拟超静孔隙水压力的消散过程,将不同时段渗流分析结果导入稳定分析模块计算其安全系数的变化。选取某黏土心墙坝,模拟其在不同灌溉条件下的渗流状况及上游坝坡稳定性。计算结果表明:库水位骤降引起坝坡安全系数的降低,但随着超静孔隙水压力的消散,坝坡稳定性逐渐增强,降水速度越快,坝坡安全系数越低。     

Monitoring models for base flow effect and daily variation of dam seepage elements considering time lag effect

Affected by external environmental factors and evolution of dam performance, dam seepage behavior shows nonlinear time-varying characteristics. In this study, to predict and evaluate the long-term development trend and short-term fluctuation of the dam seepage behavior, two monitoring models were developed, one for the base flow effect and one for daily variation of dam seepage elements. In the first model, to avoid the influence of the time lag effect on the evaluation of seepage variation with the time effect component of seepage elements, the base values of the seepage element and the reservoir water level were extracted using the wavelet multi-resolution analysis method, and the time effect component was separated by the established base flow effect monitoring model. For the development of the daily variation monitoring model for dam seepage elements, all the previous factors, of which the measured time series prior to the dam seepage element monitoring time may have certain influence on the monitored results, were considered. Those factors that were positively correlated with the analyzed seepage element were initially considered to be the support vector machine (SVM) model input factors, and then the SVM kernel function-based sensitivity analysis was performed to optimize the input factor set and establish the optimized daily variation SVM model. The efficiency and rationality of the two models were verified by case studies of the water level of two piezometric tubes buried under the slope of a concrete gravity dam. Sensitivity analysis of the optimized SVM model shows that the influences of the daily variation of the upstream reservoir water level and rainfall on the daily variation of piezometric tube water level are processes subject to normal distribution.     

综合考虑渗流滞后效应和库水位变化速率影响的 大坝渗流统计模型

以某大坝渗流量分析评价为例,通过引入库水位变化速率这一渗流影响因子,在对库水位变化速率及其对大坝渗流影响进行分析的基础上,研究了综合考虑渗流滞后效应和库水位变化速率影响的大坝渗流统计模型构建原理和方法,并通过与传统统计模型的对比分析,验证了文中方法的可行性和有效性     

非稳定渗流期骤降判别及均质土坝稳定分析

在均质土坝设计中,水位骤降通常是拟定上游边坡时需控制的工况。水位降落期浸润线位置判别和确定,为大坝稳定计算提供依据,合理判别水位降落速度是浸润线计算的关键步骤,为此,用k/μv表示库水位相对于渗流自由面下降的速度,以区别库水位是缓降、快降还是骤降,并以此来判别和计算浸润线。渗透系数k值一般可通过试验给出比较精确的数值;给水度μ是确定浸润线位置的关键参数;黏性土μ值的研究目前还没有比较完善的确定方法。此次研究采用了公式计算和查表对比的方法确定合适的给水度值,并用不同公式进行了水位下降快慢的判别,提出了水位骤降期坝型调整和稳定计算指标合理性问题。     

四明湖水库大坝渗流安全分析

在渗流监测资料分析的基础上,分析了四明湖水库大坝的渗流安全状况。分析结果表明:土工膜对坝体起到了很好的防渗功效,坝体和坝基渗透稳定性满足要求,坝基渗流压力略有增大趋势,渗流量较小,左、右坝肩基本无绕坝渗流问题,大坝安全性态总体较好。建议加强对大坝巡视检查并在高水位下进行渗流观测,及时对监测资料进行整编分析,保障工程安全。     

红源水库粘土心墙坝的渗流稳定计算

本文介绍了红源水库粘土心墙渗流稳定计算,根据试验测定并结合工程类比选用参数采用有限元计算.计算主要进行了上游正常蓄水位与下游相应最低水位、库水位降落时上游坝坡稳定最不利的不同工况坝体的渗流稳定计算,为红源水库大坝加固断面设计提供依据.     

洪水入渗尾矿坝边坡渗流稳定性数值分析

针对洪水位升高造成尾矿坝边坡失稳破坏的问题,建立洪水入渗尾矿坝流-固耦合方程,利用FLAC3D有限差分计算软件,对洪水位升高后入渗尾矿坝边坡稳定进行数值分析,研究洪水入渗后尾矿坝边坡饱和度、孔隙水压力、边坡应力和位移变化规律,得到了洪水位升高入渗对边坡稳定性的影响,并进行坝体安全性指标分析,计算得到此坝体边坡安全系数为1.66,进而确定潜在滑移面位置。研究结果可为尾矿坝边坡稳定提供有利参考。     

吉林台一级电站水库初次蓄水期渗流观测及分析

渗流及渗流量分析是初次蓄水的重要分析内容之一.本文通过对坝基、坝肩地下水位观测资料的分析,评价渗流稳定和总结渗流规律,运用渗流渗透压力和库水位相关关系、位势分析等手段证明了吉林台一级电站尽管观测渗流量较大但不存在影响稳定问题的结论.电站是安全的,为堆石坝的渗流稳定分析提供参考.     

龙河口水库东大坝坝下渗流监测水位的重新确定

本文以龙河口水库为例,分析和论证水库除险加固后,如何针对坝下渗流明流消失的情况,重新确定坝下水位,从而解决渗流监测分析对坝下水位数据的需求,供类似除险加固工程后截断坝下渗流的水库水工观测分析做参考。