横山岭水库黏土斜心墙土石坝渗透参数敏感性分析

为研究黏土斜心墙土石坝坝体各分区及坝基土石料渗透系数对渗流场计算结果的影响,以横山岭黏土斜心墙土石坝为例,基于正交设计法,就坝体各分区及坝基土石料渗透系数取值对心墙逸出高程H、心墙最大水力坡降Jmax及坝轴断面单宽渗流量q等渗流场指标的敏感性进行分析。通过分析,分别得到黏土斜心墙土石坝不同部位土石料渗透系数值对3个渗流场指标的敏感性大小排序,确定了各指标的主要影响因素,并讨论了主要影响因素与渗流场指标的关系。研究结果可为斜心墙土石坝的结构设计及施工提供参考。     

帷幕灌浆及充填灌浆对水库除险加固的影响研究

土石坝渗漏破坏是病险水库中最常见的病种之一,设计及施工中应严格控制大坝渗流量及渗透坡降。针对烟庄水库渗漏问题,坝体采用粉质黏土充填灌浆、坝基采用帷幕灌浆技术进行防渗加固处理。采用两种有限元分析软件对土石坝进行数值模拟计算,对比分析两种软件计算的大坝渗流量、防渗墙底部坡降、出逸坡降,分析灌浆加固后土石坝的渗流及稳定特性。研究结果表明,粉质黏土充填灌浆、帷幕灌浆技术结合使用能有效降低大坝渗流量、抑制防渗墙底部渗透坡降、出逸坡降;加固后的土石坝渗流特性、坝体上下游边坡稳定性在各种工况下皆符合渗透稳定要求。其研究结果可为类似土石坝除险加固工程提供理论依据及技术参考,具有一定的实际应用价值。     

心墙土石坝渗流自由面的数值模拟

心墙与坝壳材料渗透系数相差比较大,使用有限元方法选代计算心墙土石坝渗流自由面时,往往会在两种材料交界面处失真,难以正确模拟出心墙下游端的出渗点.为解决此问题,采用具有严格理论基础的Signorini型变分不等式,确定渗流渗出点和自由面的位置,可消除出渗点的奇异性,采用罚Heaviside函数克服网格依赖性和数值不稳定性.同时,根据毛细水上升高度来确定非饱和区负孔隙水压力,消除饱和-非饱和渗流分析中坝壳节点中的虚值,使得计算结果能准确地反映出坝体中的实际渗流场.     

七家营水库黏土心墙砂砾石坝渗流及坝坡稳定分析评价

土石坝因具有就地取材、地质条件适应性强、工作可靠等优点而被广泛采用,其失事以渗流引起的渗透破坏、滑坡尤为严重。故合理、正确地进行大坝渗流分析与坝坡稳定分析是保证土石坝安全运行的关键。对七家营水库黏土心墙砂砾石坝渗漏量、浸润线、渗透坡降及坝坡抗滑稳定安全系数进行了复核计算,对大坝渗流及坝坡稳定进行了分析评价。     

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。     

基于Autobank的某黏土心墙坝渗流稳定分析

基于Autobank水工设计软件,采用有限元计算方法,对广东地区某黏土心墙坝的渗流和坝坡稳定性情况进行实例研究.选择正常蓄水位、设计洪水位等多种工况作为试验对象,对黏土心墙坝进行渗流及坝坡稳定性计算分析.分析结果显示,该大坝黏土心墙加防渗墙加帷幕灌浆的防渗体系在各工况下大坝均不会发生渗透破坏和坝坡失稳现象;库水位的上升,对坝坡单宽渗流量和抗滑稳定有一定影响,对出逸点水力坡降影响不大;库水位骤降工况下,迎水坡形成的反向渗流场对坝坡的渗透变形及抗滑稳定均有不利影响.     

特高土心墙堆石坝坝基防渗体渗流-溶蚀特征研究

针对渗透溶蚀效应下特高土心墙堆石坝的渗流与溶蚀问题，构建了以孔隙水压力、固相钙浓度与钙离子浓度为自由度的水泥基材料渗流-溶蚀耦合模型。以长河坝工程为背景，研究了特高土心墙堆石坝的渗流溶蚀特征，探讨了渗透溶蚀效应下特高土心墙堆石坝的失效标准，预测了坝体的服役年限。渗透溶蚀效应降低了坝体的防渗能力，服役100 a后坝体浸润线逸出点将较初始时刻抬升1.95 m;随着服役年限的增加，覆盖层、副防渗墙的渗透坡降增加，心墙、主防渗墙和防渗帷幕的渗透坡降降低;水泥基材料固相钙溶蚀相对严重的区域集中在两道防渗墙中下部、固结灌浆靠下游侧及防渗帷幕，靠近复合土工膜和高塑性黏土的坝基防渗体溶蚀程度较低。从固相钙的分解率、渗透系数、渗流量、渗透坡降和边坡稳定等角度分析，认为考虑渗透溶蚀效应时长河坝的服役年限约为68.3 a，降低主防渗帷幕的初始渗透性可较为有效地延长坝体服役年限。特高土心墙堆石坝坝基水泥基结构渗透溶蚀效应不可忽视，其设计、运行及维护应充分考虑水泥基材料的渗透溶蚀效应。     

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.     

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。     

基于原型观测的黑河黏土心墙土石坝渗流场评价

准确获得大坝渗流场的演化规律是进行大坝渗透稳定性评价的关键。通过从渗压计压力水头、位势时空变化规律、心墙下游可能溢出点、心墙孔隙水压力等值线分布等方面分析了黑河黏土心墙土石坝全过程渗流场变化规律,利用相关模型与判别准则揭示了演化的控制要素,提出了黏土心墙土石坝渗流是否稳定判别方法,分析表明黑河大坝渗流演化控制要素明晰,渗流规律正常,大坝渗流趋于稳定。     

横泉水库坝基处理帷幕灌浆施工

横泉水库坝基基岩岩性主要为Ar3c混合片麻岩,风化程度高,透水性强。为减小基岩渗透性,设计要求对大坝防渗墙下基岩进行帷幕灌浆。文中重点对横泉水库左坝肩坝基防渗墙下基岩段帷幕灌浆的施工方法及灌浆效果进行了介绍。     

黑河土石坝筑坝材料的渗透稳定性

文中介绍了黑河土石坝筑坝材料在各种组合情况下的渗透稳定性及其特点 ,比较全面地分析了各种渗透形式下的渗透变形机理。     

某土石坝帷幕灌浆渗流监测成果分析

为研究土石坝帷幕灌浆的渗控效果,了解加固后渗压水位的变化规律,针对某黏土心墙坝,采用逐步回归分析和有限元分析方法,对3年来的监测成果进行了分析。逐步回归分析表明：影响坝体渗流场的主要因素是库水位、降雨及时效;往背水方向,库水位的影响程度逐渐减弱,而降雨及时效的影响程度逐渐增强。有限元计算表明：全封闭式帷幕灌浆使大坝渗漏量减小了37.6%,而悬挂式帷幕灌浆只减小了10.7%,全封闭式帷幕灌浆的渗控效果更为显著。     

存在高渗透区的黏土心墙土石坝渗流稳定性分析

黏土心墙土石坝是重要的挡水建筑物,心墙的低渗透性可以大幅降低坝体水力梯度,减少坝体发生渗透破坏的风险。然而心墙的质量问题（如局部高渗透区）会影响坝体的渗透稳定性,甚至酿成管涌溃坝等严重后果。以瀑布沟心墙土石坝为原型开展坝体渗流大型水槽模型试验,并结合有限元数值模拟方法研究高渗透区对坝体内部渗流场和渗流稳定性的影响。试验表明高渗透区域将改变心墙的渗流场,成为优势渗流通道,导致高渗透区域附近孔压值大幅上升,同时高渗透区域的存在将显著提升坝体渗漏速率。试验与模拟结果一致表明,随着高渗透区域逐步上移,高渗透区所在位置处的孔隙水压力增大,坝体渗漏量减小。高渗透区和心墙的渗透系数增加都会使心墙孔压值和渗漏量增加;随着高渗透区的渗透系数的增大,心墙坝渗流稳定性系数降低,导致坝体稳定性下降;随着心墙渗透系数的增大,高渗透区水力梯度略微减小,但心墙整体临界水力梯度下降,坝体稳定性降低。所得结论可为基于监测数据反演分析心墙的质量问题和评估坝体的安全性能提供依据。     

高土石坝粘土心墙和复合土工膜防渗性能研究

高土石坝在静力情况下的应力、变形特性和防渗性能一直是高土石坝设计和施工的关键问题。以一座高为127.5 m的高土石坝为例,通过室内试验和三轴试验测得坝体材料的物理性质指标和邓肯张E-B模型参数,采用有限元计算方法,计算竣工期和渗流稳定期复合土工膜高土石坝坝体应力、应变和变形以及大坝渗流量,并和粘土心墙防渗计算结构进行对比,并对复合土工膜心墙是否发生水力劈裂进行判断。结果表明:由于堆石体材料的流变性,引起了坝体的竖向位移和水平位移。复合土工膜心墙与粘土心墙相比,复合土工膜对降低坝体浸润线、减小坝体孔隙水压力均有显著作用,减小幅度在50%左右,且复合土工膜不会发生水力劈裂等不利问题。     

深覆盖层上面板堆石坝渗流与防渗墙变形特性研究

斜卡面板堆石坝最大坝高110 m,坝基覆盖层深厚（45～108 m）,基岩结构松散,渗透性较强。采用有限元法,对斜卡面板堆石坝及坝基进行了三维渗流及应力应变计算分析,讨论了帷幕厚度、深度与渗透系数对坝基渗流场的影响,分析了防渗墙在施工蓄水过程中的变形趋势以及趾板的沉降规律。结果表明,帷幕是防渗的薄弱环节,帷幕渗透系数增大与深度减小会使总流量显著增加;增大帷幕厚度可较大程度减小渗流量。防渗墙竣工期向上游变位,蓄水期受水推力作用向下游变形。防渗墙与连接板接合部位发生错动,但量值不大。     

大西沟沥青心墙坝防渗处理和渗流分析

大西沟水库的安全直接关系到下游乌拉泊水库和乌鲁木齐市的安全,为此对大西沟水库沥青心墙坝进行了三维稳定渗流计算分析,结果表明：①F126,F130等组断层穿过心墙坝基,对渗流场的影响较大,使通过坝基的渗流量增大,心墙底部渗透坡降也增大,这将加大渗流对心墙底部的冲刷,因此,心墙底部断层处,防渗处理非常重要。②灌浆帷幕的渗透性与所在岩基的渗透性相差不大,灌浆帷幕的防渗作用不明显,两岸用延伸帷幕灌浆长度来增加防渗效果不明显;同样心墙底宽的灌浆帷幕的防渗效果也不明显,而心墙底宽的大小却对心墙底部渗流场的影响变得明显。     

分散性对心墙土料裂缝冲刷影响的试验研究

心墙土料的抗渗性对土石坝的渗透稳定性有非常重要的影响。利用室内渗透变形和裂缝冲刷试验，研究分散性对粘性土抗渗能力的影响，以及分散性、裂缝宽度对心墙土料在有反滤层保护下的抗冲刷性能的影响。结果表明，分散性对粘性土的渗透性几乎没有影响；分散性越强的粘性土，渗透破坏坡降越小；在合适的反滤层保护下，土料的分散性越强，裂缝土样的自愈合能力越强；裂缝宽度为2mm的土样自愈合能力较好。可见，在合适的反滤层保护下，分散性粘土具有较好的抗渗性能，可以作为土石坝防渗心墙的填筑土料。     

小南海水库地震堰塞坝体防渗处理

对小南海水库地震堰塞坝体物质组成、渗漏特性进行分析和试验研究,采用帷幕灌浆的防渗处理方案解决了堰塞坝体的渗漏问题。采用泥浆护壁、分段回转钻进的钻孔方法,以及孔口封闭、自上而下分段、孔内循环式的灌浆方法灌注水泥黏土浆液,成功地实施了坝体帷幕灌浆;防渗帷幕按高程分段采用不同的防渗标准,满足了坝体的防渗要求;采用潜孔偏心锤跟管钻进、多级孔径套管护壁钻进等施工工艺,解决了检查孔的钻进问题;采用静水头压水试验,测试成果真实地反映了坝体的透水特性。质量检查和渗漏观测资料显示,坝体防渗效果良好。     

某抽水蓄能电站上水库防渗帷幕深度优选研究

针对某抽水蓄能电站上水库地质条件较为复杂、库区存在两条由库内延伸到库外的中等宽度断层、副坝区基岩弱风化层较厚的特点,以及设计防渗方案不合理的问题,根据上库工程坝址区的地质结构、地形地貌及防渗帷幕设计,建立了三维有限元渗流分析模型。首先通过参数及地下水位反演确定了库区基岩的渗透系数和水库特征点处的地下水位,然后在设计防渗方案的基础上计算分析了不同防渗帷幕深度对库区渗流场、渗透流量及各部位渗透坡降的影响,并根据分析结果对防渗帷幕深度进行了方案优选。结果表明：河床断层附近和库周断层及副坝附近的防渗帷幕深度可增大10 m,左、右坝肩帷幕深度可分别减少10 m并降低至3 Lu标准,库周非断层及副坝附近的防渗帷幕深度可减少10 m。研究结果可为类似工程防渗帷幕深度方案的优选提供参考。