深圳市西丽水库大坝渗流观测数据分析与应用

介绍了西丽水库大坝17年的渗流观测资料整编分析和应用情况。针对该水库大坝曾多次进行除险加固,坝体填筑结构复杂和加建防渗工程的具体情况,采用统计模型进行分析,根据位势原理和回归模型了解大坝各部位的渗流状态,进而判断渗流安全状况。同时,采用同类土坝防渗墙工程观测数据类比分析的方法,对类似工程的防渗墙设计、施工方案、工程质量提供可资比较的依据,体现了大坝监测资料在总结工程技术质量方面有重要的应用价值。     

大板水库大坝防渗加固措施及其效果评价

针对大板水库大坝防渗效果较差问题,提出了坝体混凝土防渗墙+坝基帷幕灌浆的防渗加固方案及高压旋喷墙+压力充填灌浆的质量缺陷补强措施,并对大坝防渗加固前、后进行了有限元渗流分析。实际运行结果表明,加固及其补强措施总体效果显著。     

土石坝防渗加固安全性态分析

以六都寨水库土石坝为例,在病险水库土石坝除险加固防渗设计基础上,通过坝体渗流稳定分析验证了防渗设计方案的加固效果,并采用FMECA对其运行进行了风险分析,进一步校验了加固措施的可行性,定性评价了土石坝加固后的安全性态.     

深覆盖层上砂砾石坝渗流特性及防渗措施分析

以某水电站枢纽工程为倒,构建三维渗流有限元模型,分析了各材料区渗透稳定性,通过不同防渗布置方案对比研究了厂坝址区渗流特性,并评价了各方案的可行性.结果表明,采用设计值方案,防渗墙和帷幕灌浆渗控作用很好,坝体和坝基各料区的渗透稳定性均符合要求,坝基渗控合理.     

两河口心墙堆石坝渗流特性及其控制方案

建立了两河口工程坝址区的三维渗流有限元模型,并计算分析了坝体及其坝基的三维稳定渗流场特性,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.分析了坝基防渗帷幕和左右岸防渗帷幕深度和长度变化及防渗帷幕和坝基岩体渗透参数对渗流场的影响.结果表明,坝体、坝基及左右岸坝肩的防渗措施均可满足要求.建议考虑坝基防渗帷幕仅截断3 Lu线以上岩体的防渗方案,并将左岸防渗帷幕的延伸长度减少50 m.     

金佛山混凝土面板坝二维渗流计算分析

针对渗透水流对土石坝坝体、坝基的渗透破坏危害性极大问题,以金佛山水电站混凝土面板堆石坝为例,根据地质条件和渗流控制特点建立平面二维有限元计算模型,模拟了坝体在不同水位组合条件下的渗流场,研究了渗透破坏的可能性,并分析了防渗帷幕及坝基渗透系数的敏感性。计算结果表明,各种水位组合下混凝土面板及防渗帷幕起主要阻水作用,水力比降大,渗流场分布对防渗帷幕及坝基渗透系数不敏感,渗流流量相对敏感,为坝坡安全性和渗流稳定性评估提供了依据。     

红粘土塑性混凝土防渗墙与覆盖层变形协调性及防渗影响研究

为探究单掺红粘土塑性混凝土防渗墙在云南省斜墙土石坝除险加固中的可行性,采用三维有限元法分析了云南省某粘土斜墙下红粘土塑性混凝土防渗墙的应力变形规律,计算中防渗墙及坝体的本构模型采用邓肯张E-B模型,对不同水位下的防渗墙进行模拟计算,探究校核洪水位、正常蓄水位和死水位下防渗墙及覆盖层的变形协调变化规律及防渗效果。计算结果显示,坝体、防渗墙及覆盖层的应力应变均在合理范围内,大部分顺河向变形协调性较好,墙体各应力值均未达到破坏值,且防渗效果显著。     

深厚覆盖层闸基渗控效果及防渗措施

为研究深厚覆盖层透水地基防渗墙的防渗效果,以典型闸为例,分析了不同防渗墙布设位置、空间几何尺寸、贯入度对渗流控制效果的影响。结果表明,垂直防渗墙的布设位置应尽量靠近上游,以减小底板扬压力,闸底进出口处等关键部位设置板桩、短截墙可显著降低出口处垂直出逸坡降和底板水平坡降;增加悬挂式防渗墙的贯入度,能降低扬压力和各部位渗透坡降,有利于渗流安全;对多道垂直防渗措施,前置的防渗墙贯入深度应尽量大,后置的防渗墙应尽量浅,以达到既能降低底板扬压力,又能减小出口处垂直出逸比降的目的。     

混凝土面板坝坝区防渗系统优化

以察汗乌苏水电站为例,针对覆盖层上混凝土面板堆石坝坝体和坝基防渗系统的布置关系到防渗效果问题,基于三维有限元法建立了相应的模型,模拟分析了防渗墙、帷幕、排水系统在不同布置方案下的渗流场,论证了防渗系统的有效性,经比较分析得出最优的布置方案.     

基于Autobank的苏家庄淤地坝防渗改造及渗流分析

淤地坝防渗加固改造对充分利用水资源、缓解山区用水困难具有重要意义。以苏家庄淤地坝为例,利用Autobank软件对淤地坝坝体浸润线、下游出逸点、出口渗透坡降及渗流量进行计算,并利用传统计算方法对模型进行验证,在此基础上,对该坝进行校核水位下的渗流分析,复核其渗透稳定性,进行上游坝坡粘土斜墙防渗改造及渗流分析,并对斜墙底部宽度进行优化。结果表明,该淤地坝出口渗透坡降大于容许渗透坡降,须对其进行防渗加固;顶宽为5m,底宽为15m的粘土斜墙为最优加固方案。研究成果可为类似工程提供参考。     

土石坝渗流监测统计模型的变量分离方法

统计回归模型是土石坝渗流安全监测分析中最常用和相对成熟的数学模型,通过分离变量分析环境量对效应量的影响特性是进行土石坝渗流安全评价的重要途径之一。针对采用最小二乘法分离土石坝渗流统计回归模型各影响分量时存在的因子多重共线性问题,提出了基于主成分分析的变量分离方法,并将其应用于冶勒混凝土心墙堆石坝的变量分析中。实例应用结果表明,该方法能有效避免因模型因子间的多重共线性而造成的回归系数不合理和分量峰值错位的问题,提高了分量分离结果的力学规律一致性与结构特性变化的吻合度。     

防渗墙下游高压旋喷加固区强度对深覆盖层处面板堆石坝防渗系统变形的影响

针对深覆盖层上面板堆石坝的防渗系统变形较大问题,提出对防渗墙后侧一定范围内地基进行旋喷加固处理,并对不同的旋喷加固参数及加固范围设定了不同的加固方案,采用有限元数值分析法就不同旋喷加固方案对大坝防渗系统变形性状的影响进行了技术论证。计算结果表明,防渗墙后侧设置一定范围的旋喷加固区能有效地改善由混凝土面板、趾板、连接板和防渗墙组成的防渗系统的变形,面板缝、周边缝及其他接缝的三向位移变形也有所减小。     

土工格栅加筋土石坝的试验和数值模拟研究

为进一步了解土工格栅加筋土石坝的变化特性,对土工格栅和堆石料接触面特性进行了拉拔试验,发现接触面上的剪应力较大,且随上覆压力的增加而增加;试验拉拔位移主要为土工格栅的伸长量,接触面上的相对位移较小,因此加筋土石坝数值模拟应设置土工格栅和堆石料接触面变形协调,并将试验结果应用于加筋土石坝的数值模拟中,分析了土石坝加筋前后应力变形特性和动力响应的变化规律。结果表明,加筋对土石坝变形的抑制效果主要体现在地震工况下;加筋后坝体的地震永久变形有所减小,加筋对顺河向的地震永久变形抑制效果大于震陷;加筋后顺河向永久变形指向下游,最大震陷位于坝顶。     

基于云模型的土石坝渗流安全风险模糊综合评价

针对土石坝渗流安全风险评价指标存在模糊性和随机性的问题,在传统模糊综合评价模型的基础上引入云模型,建立基于云模型的土石坝渗流安全风险模糊综合评价模型。选取渗透坡降等12个指标构建评价指标体系,采用AHP法确定评价指标权重,由安全风险等级和评估数据分别推求标准云和评价云数字特征值,通过计算标准云和综合云的相似度给出评价结果。将该模型应用于已建土石坝工程的渗流安全风险评价中,计算得到综合云与标准云的最大相似度为0.800,进而给出该土石坝渗流安全风险等级为"较低风险",通过与传统模糊综合评价模型对比发现,该模型评价方式更为客观,评价结果更为全面。研究成果可为土石坝安全评价和加固提供参考。     

降雨入渗对土石坝渗流场及坝坡稳定性的影响

基于多孔介质饱和-非饱和非稳定渗流理论,以那板心墙土石坝为例,采用有限元法模拟正常蓄水位时不同降雨强度、降雨历时条件下的土石坝暂态渗流场,然后将暂态渗流场与极限平衡法相结合计算坝坡的稳定性,为了考虑基质吸力对坝体材料抗剪强度的影响,计算中采用修正的摩尔-库伦（Mohr Coulomb）破坏准则。结果表明,降雨强度和降雨历时对土石坝暂态渗流场及坝坡稳定性有明显的影响。     

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。     

高寒区深覆盖层土石坝非线性动力分析

西藏高原地区存在大范围的冻土区域,因而研究该区域冻土对土石坝结构抗震安全性能的影响尤为必要。根据高寒区深覆盖层西藏旁多土石坝工程结构参数建立三维仿真分析模型,采用无限元法模拟无限地基辐射阻尼效应,通过渗流场和温度场分析确定出坝体-坝基冻土所在区域。采用等效线性方法计算分析不同工况下考虑冻土、不考虑冻土的结构动力特性和抗震性能,结果表明冻土的存在对土石坝结构动力特性和抗震性能均产生了一定的影响。     

白龙江碧口土石坝渗流复核成果探讨

本文以白龙江碧口土石坝工程修流复核为基础,经多路径、多断面、多工况计算分析比较,总结出渗流计算目标值除与《碾压式土石坝设计手册》渗流计算公式的因子有关外,还与基岩、地基的透水性有更密切关系.文中成果详尽地显示出坝体内渗水在各种因素的影响下流动的势能情况.     

海马箐水库粘土心墙堆石坝渗流稳定有限元分析

为同时考虑粘土心墙堆石坝渗流场和应力场耦合作用,以海马箐水库工程粘土心墙堆石坝为例,采用有限单元法计算了正常蓄水位时坝体位移、应力特性及渗流时坝体边坡稳定性。结果表明,大坝在正常蓄水位下不会出现渗透破坏,心墙坝的应力〖CD1〗应变符合一般规律,坝体的应力和变形性态基本良好;在稳定渗流作用下,上、下游坝坡稳定,抗滑稳定安全系数均满足规范要求。