黄土渠道高边坡渗流分析

为对南水北调中线一期穿黄工程南岸渠道高边坡在施工期、完建期、运行期和检修期的渗控方案提供依据,采用稳定渗流和非稳定渗流的三维有限元模拟技术,对其渗流状态进行了计算分析.结果表明:施工期应以深井降水为主、排水沟降水为辅;完建期、运行期设计的排水体系功能发挥良好;纵向排水管承压时,边坡出渗点显著抬升.因此必须保证坡底纵向排水的正常;在渠道边坡两侧设置排水洞,可以有效降低边坡的地下水位.     

含透水层渠基的挖方渠道渗控措施研究

针对南水北调中线工程陶岔至鲁山段含透水层渠基的挖方渠道渗流问题,分析了强渗漏层对施工期、运行期渠道稳定性的影响。根据渠基透水层的分布特点,结合渠道的工程结构和不同时期的渗控要求,采用有限元法建立渗流模型,并利用Seep2D渗流模块对4类渠基的典型断面进行渗流分析。根据计算结果,对比分析了降水井和防渗墙方案的渗控效果,并提出相应渗控措施。工程实践表明,渗控措施的降水效果明显,能够有效保证渠道正常输水。     

黑河金盆水库坝区三维渗控效应评价与材料参数敏感性分析

渗流控制是土石坝工程建设面临的关键问题之一,渗流分析是实现渗控效应评价和渗控优化设计的主要途径。针对黑河金盆水库工程区复杂的地质条件和渗控措施,建立包含主(副)坝、坝基、库盆和左岸单薄山梁的三维渗流计算模型。为确保数值计算的稳定性和收敛性,采用Signorini型变分不等式方法,对黑河金盆水库坝区进行长期稳定渗流精细模拟。基于实测结果与数值计算成果的对比分析,论证了Signorini型变分不等式方法在土石坝枢纽渗流分析中的有效性和正确性。基于数值计算结果深入分析了坝区的渗控效应及渗透稳定性,研究了渗控效应对黏土心墙、帷幕、山岩材料渗透参数的敏感性。结果表明:黑河金盆水库坝区各分区渗流量和各关键部位的最大水力坡降均在安全稳定范围内,工程渗控措施效果显著;坝区渗控效应对防渗帷幕以及山体材料渗透系数的变化较为敏感,坝体内部总水头及关键部位水力坡降随黏土心墙渗透系数的增加而增加。研究成果对土石坝坝区整体渗流分析及渗控优化设计具有借鉴意义。     

南水北调中线工程黄羑段渠道排水计算分析

为解决南水北调中线工程黄河北—羑河北段渠道高地下水位渠段渠道边坡及衬砌的稳定性问题,计算衬砌下地下水的扬压力,采用有限元法复核渠道内坡排水措施,在稳定渗流工况与非稳定渗流工况下,采用不同排水管间距、粗沙垫层厚度和渗透系数、基础土层渗透系数组合,对衬砌板下水头敏感性进行分析,并根据计算分析结果对高地下水位渠段提出了衬砌排水垫层、排水管的调整措施,以优化排水设计,节省工程投资。     

非稳定渗流问题的变分不等式方法及工程应用

Signorini型变法不等式方法是求解有自由面渗流问题的一种新方法,该方法理论基础严密,并克服了渗流溢出点的奇异性.通过给出一种含有Signorini型互补条件的抛物变分不等式(PVI)方法,将Signorini型变法不等式方法从稳定渗流分析拓展到非稳定渗流分析,并给出了其有限元数值计算格式和数值模拟流程.在此基础上,针对已有的砂槽模型试验数据,通过对比研究基于PVI方法的非稳定渗流分析成果和饱和一非饱和渗流分析结果,论证了该方法的有效性,并讨论了该方法的适用条件.最后,应用上述方法对含有复杂渗控措施的水布垭工程开展了非稳定渗流分析,通过与大坝坝体、趾板、灌浆廊道围岩、地下厂房围岩等部位实测渗压数据和坝后量水堰实测流量数据的对比分析,表明计算结果很好地反映了水布垭工程厂、坝区岩土体在蓄水及运行过程中渗流场的变化规律,系统揭示了混凝土面板、防渗帷幕、排水孔幕及排水廊道等工程渗控措施的渗流控制效应.研究成果对于含有复杂渗控措施、并具有稳定补给源的岩土工程非稳定渗流分析具有指导意义.     

非稳定渗流作用下边坡稳定性试验研究

水位下降时产生的非稳定渗流不利于堤坝边坡稳定,是一个与水力学和土力学有关的复杂问题。开展了非稳定渗流作用下的边坡稳定模型试验,研究了不同土力学条件和水力学条件下,渗流对边坡稳定性的影响,探讨了水位降落指标k/μv与边坡稳定性之间的关系。结果表明：在边坡稳定性分析中,渗流方向是边坡稳定分析的关键,水位降落时渗流向上游方向,边坡安全系数远低于其他渗流方向。边坡失稳发生在水位降落过程中临水坡的渗透力或渗透坡降达到最大的时刻。不考虑渗流方向的计算结果不能正确反映边坡的稳定性,建议边坡稳定分析须正确考虑渗流作用。     

向家坝水电站坝基渗控效果研究

为了降低坝基扬压力和减少坝基渗漏量,向家坝工程在坝基设置了防渗帷幕和排水孔幕等渗控措施。基于饱和渗流理论,建立了典型坝段渗流计算模型,采用FLAC3D软件渗流分析模块对坝基渗流场进行了计算,研究了坝基扬压力和排水孔涌水量在不同情况下的变化规律。研究结果表明,向家坝坝基渗控措施排水降压效果明显,可以满足大坝安全稳定的要求。研究成果可对类似工程渗控设计提供参考。     

某土石坝加固前后渗流及坝坡稳定性对比分析

针对某水库土石坝渗漏问题采用了"黏土斜墙+贴坡排水"的加固方案.本文对加固前后土石坝稳定渗流期和非稳定渗流期的坝体渗流及坝坡稳定性进行了分析.结果表明:与加固前相比,土石坝加固后的渗流量及渗透坡降均有所下降,上游坝坡安全系数升高,下游坝坡失稳概率大幅度降低.加固后的坝体稳定安全系数满足规范要求,说明所采用的工程加固措施是有效的、可靠的.     

地下厂房复杂渗流场数值分析及工程应用

以某抽水蓄能电站地下厂房为例,探讨了渗控措施对地下厂房洞室围岩渗流特性的影响。依据裂隙岩体等效-离散耦合模型,结合固定网格虚流量法和排水子结构法,建立了大型地下洞室群的渗流有限元模型;对采用防渗帷幕和排水孔幕等渗控措施的地下洞室群围岩,在不同工作条件下的渗流进行了分析。计算结果表明:渗控措施对洞室群围岩的渗流起到了良好的控制作用。计算结果可为类似工程设计提供理论依据和指导。更多还原     

竹仙洞水库大坝渗流安全分析

根据竹仙洞水库的实际情况,通过渗流观测资料分析和渗流有限元计算分析,全面评价竹仙洞水库大坝的渗流安全状况。结果表明：竹仙洞水库灌浆防渗效果较好,坝体的计算浸润线较低,不会产生渗流出逸;在正常水位形成稳定渗流的情况下,渗流出渗坡降小于允许渗流坡降,且土坝后面接反滤排水棱体,浸润线均进入反滤体内,出口渗流是安全的。     

百色水利枢纽地下厂房渗控方案选择

对百色水利枢纽地下厂房的渗控方案,提出了加深大坝防渗帷幕至相对隔水层方案和厂前设置独立的防渗排水系统2个方案。通过渗流场三维渗流数学模型有限元分析,论证了设置独立的防渗排水系统的可行性,对其可能出现的风险进行了评估,并提出了当出现渗流异常时防止对左岸坝后的山体稳定以及地下厂房带来不利影响的预防措施和补救措施。该渗控方案已经历了2年高水位运行,监测成果与分析计算成果基本一致,说明设计所采用的渗控方案是成功的。     

南水北调中线挖方渠段渗控措施优化研究

南水北调中线工程中渗流调控是保障渠坡及衬砌板稳定的关键。为全面分析高地下水地区挖方渠段渗流调控措施合理性及优化的效果,针对典型渠段建立渗流模型,通过三维有限元数值模拟,研究渠道渗流场分布规律,比较不同措施的调控效果。结果表明:排水垫层结合逆止阀、排水板结合逆止阀、排水板结合衬砌板透水缝等3种排水措施都能有效降低渠底衬砌板下扬压力。最后比较了上述3种措施的差别,讨论了应用条件,提出了相应的建议,对类似工程有借鉴意义。     

引江济汉工程中膨胀土的危害及防治措施

引江济汉工程膨胀土区段出现了渠道边坡失稳,边坡承载力降低,混凝土渠道衬砌变形、开裂等技术问题。本文在说明现场地质条件、阐述膨胀土工程危害的基础上,总结论述了当前膨胀土区段的工程施工治理措施。针对膨胀土在水下及地下水位变动区易发生渗透变形而影响基础稳定的特点,提出了采用柔性沥青混凝土边坡的设想,以提高渠坡的稳定性。     

岩滩水电站扩建工程地下厂房渗水处理

岩滩水电站扩建工程地下厂房充分利用各种施工支洞、排水洞、排水沟及集水井相结合的方式,形成了一套完整的、闭式的排水系统。但地下厂房一般由于地质情况复杂、设计缺陷及施工质量控制不严等客观因素,而且厂区各洞室距水库较近,且围岩具有一定透水性。在下闸蓄水后无混凝土衬砌区域均存在不同程度的渗水或滴水现象。主厂房顶拱等部位出现滴、渗清水等现象。有混凝土衬砌区域混凝土在浇筑完成后难免存在一些缺陷。混凝土的裂缝几乎是不可避免的,必然会产生渗水现象。文章主要针对岩滩水电站扩建工程地下厂房出现的渗、滴水处理进行探讨。     

南水北调中线工程浅层滑坡综合防治研究

为研究南水北调中线工程膨胀土渠坡浅层滑坡的问题,以淅川深挖方膨胀土渠道一级马道以上渠坡为研究对象,分别开展了现场边坡破坏调查、室内试验、数值模拟,对膨胀土渠坡的破坏特征和机理进行了分析。在此基础上,研究提出并实施了边坡土工格栅加筋结合内部排水的综合支护方案,并通过渗流分析、边坡稳定性分析以及模型试验分析了该结构的有效性。研究结果表明,地下水是造成膨胀土渠坡内部土体孔隙水压力增大、有效应力降低以及边坡浅层滑坡的主要原因之一,从而综合支护结构基底和背部排水垫层能有效疏排地下水,降低坡体孔隙水压力。     

南水北调中线总干渠小近距交叉工程渗控探讨

南水北调中线总干渠与众多的河流和沟渠相交切割,形成了左岸排水下穿总干渠的“楼中楼”式小近距交叉工程态势。它们将共处于同一个错综复杂的渗流场内,成为区域渗控设防难点之一,值得进一步探讨。文章在指出当前工程实施中一些值得注意的问题的同时,提出了一种比较易于实现渗控的工程措施或可供参考。     

三峡船闸高边坡渗流场三维有限元分析

三峡永久船闸全部在山体中开挖形成，主体结构总长１６０７ｍ，开挖边坡最高达１７０ｍ。船闸区域裂隙及陡倾角断层比较发育，渗流问题是影响船闸高边坡稳定的关键因素之一。对船闸区域高边坡裂隙岩体中的渗流场进行了三维有限元计算，分析了船闸区岩体开挖前后的渗流分布规律和在开挖边坡岩体中设置不同排水设施的排水效果。分析结果表明：船闸开挖后，边坡岩体内的地下水位比较高，出逸点高出闸底板２０￣８０ｍ。在边坡岩体中同时     

南水北调中线一期工程膨胀土渠坡渗流系统分类及其控制措施

由于膨胀土对于水的敏感性,膨胀土渠坡及其衬砌结构的稳定性是南水北调中线一期工程建设和运行遇到的重要挑战之一。在地层结构分类基础上,开展了膨胀土地区的渗透结构分类、渗流系统分类以及膨胀土渠坡渗流系统分类研究。针对各类膨胀土渠坡渗流系统,分析了渠道工程对渗流场的改造作用,归纳了各自的渗流控制任务,提出了渗流控制措施的应用原则:非饱和带设置排水垫层以利于含水率的长效控制,合理设计马道以减轻对渗流控制的负效应,合理运用排水孔和减压井控制地下水流场及水压力,地下水动态变化与渠道水位变化范围交叉渠段应合理设置逆止阀并保障其灵敏性和可靠性,工程长期运行过程中跟踪研究渗流控制效果和适时有效调控渗流场。     

小浪底工程防渗措施与评价

小浪底工程下闸蓄水后部分排水洞出现了渗漏水现象，建设单位对此采取了一系列综合防渗措施。结合渗漏水观测资料分析认为，这些综合防渗措施在库水位240m以下时是有效的；在排水量较大的排水孔孔口安装控制阀门并安装压力表以观测孔内水压力的变化对减少排水洞内渗水量也是一种有益尝试。同时，结合渗水变化情况，对左岸以厂房安全为中心的防渗处理提出合理化建议。     

隔河岩水利枢纽基础渗流控制

隔河岩坝址基岩具有层状透水，顺河向延伸的断裂构造及岩溶发育，建基岩体透水性不均一，石牌组页岩是可靠的隔水岩层等特性。基岩渗流控制采用由防渗灌浆主帷幕，主排水，坝基辅助排水，两岸山体排水及消力池护坦周边封闭灌浆帷幕，封闭排水等组成的工程布置形式。