平原水库土石坝渗流特性及防渗措施分析

本文针对土石坝的渗流特性,以滨州市博兴县打渔张渠首水库为例,运用理正岩土软件对其加固后大坝的渗透稳定进行了渗流分析计算,在一定程度上验证了大坝加固措施防渗效果的有效性。     

土石坝绕坝渗流分析及防渗措施研究

水库蓄水后,大坝岸坡会形成新的渗流场,易使岸坡岩体的稳定性发生变化,甚至危及岸坡稳定和大坝安全。在土石坝运行中,允许正常渗流存在,而对异常渗流则必须采取有力措施予以控制,保障群众生命财产安全。由于受开发条件等因素限制,许多水库尤其在北方沙漠和半沙漠地区修建的土石坝枢纽,往往不得不面对复杂的坝基或坝肩条件,     

基于数值模拟的土石坝防渗墙渗流稳定性分析

为了研究混凝土防渗墙在不同工况下的渗流稳定性,基于数值模拟系统,分析防渗墙深度对渗流场影响以及材料渗透系数敏感性变化规律。结果表明：(1)坝基渗流量及坝后出逸点水力坡降受防渗墙的深度影响较大,随防渗墙深度的增大,坝基渗流量和总渗流量减小。当防渗墙深度小于40m时,坝基渗流量和总渗流量随防渗墙的深度增大而显著减小。(2)当防渗墙底端为不同材料的交界面时,墙底水力坡降较大,实际工程中应尽量避免墙底位于不同材料的交界处;对于封闭式防渗墙,需设计较大的嵌固段深度,以保证墙体不发生严重的局部冲刷。(3)当无量纲渗透系数小于1时,随渗透系数比的增大,不同工况下防渗墙底部水力坡降减小,但减小速率越来越平缓。研究结果显示,防渗墙深度大于40m即可满足防渗和大坝的稳定性要求。     

基于温度场数值模拟的土石坝渗流研究

以某土石坝为例,采用有限元模型对坝体及坝基的渗流和温度变化进行模拟,数学模型对饱和和非饱和区的控制方程进行离散和求解。并考虑不同方案来确定已建大坝的实际情况。结果表明,坝体的实际水力渗透性与方案C2几乎相同。     

土石坝渗流与稳定性的数值模拟分析

我国水资源丰富,因此水库大坝兴建数量巨大,尤其是土石坝工程。随着大坝工程的进一步建造,大坝的渗流稳定性问题频发。对此,基于某实例土石坝工程,采用数值模拟的分析方式,使用COMSOL Multiphysics软件研究分析正常蓄水位和库水水位骤降至死水位过程中的坝体渗流和稳定性,并使用工程常用的理正软件来验证这一模型。结果表明：上游坝坡铺设的复合式土工膜使得正常蓄水位、库水位降落期的渗流浸润线位置均有所降低;土石坝在库水位降落时期、正常蓄水位时期的最大渗透比降均小于规定值,最小安全系数满足规范要求,大坝不会发生渗透破坏,大坝稳定性良好也没有滑坡危险;理正软件计算模型得到的结果与COMSOL Multiphysics软件计算得到的结论完全相同。结果可为类似工程提供参考作用。     

土工膜防渗土石坝渗流特性分析

土工膜是一种新型防渗材料,在土石坝中已经得到了广泛的应用,但关于土工膜的渗流特性及防渗效果的研究还较少。基于土工膜的渗流机理,将发生在土工膜中的渗流分为土工膜本身渗透和土工膜缺陷渗漏两类,分别研究了影响土工膜渗透和渗漏的各种因素,总结了相应的工程措施,为土工膜的防渗设计提供依据。研究表明,精心的设计和高质量的施工是土工膜防渗工程成功的保证。最后介绍了电学渗漏位置探测法的原理及其在土工膜缺陷检测中的作用。     

某均质土石坝防渗加固设计与渗流数值模拟研究

经方案比选,井泉水库拦河坝防渗加固设计选择多头小直径深层搅拌桩成墙作为大坝防渗处理措施,通过计算确定了防渗墙厚度与墙体布置方式,采用有限元软件对加固后的大坝进行了渗流计算分析,结果基本满足现行规范要求。     

土石坝绕坝渗流分析方法及防渗措施研究

如何科学合理地进行具有强透水层坝肩土石坝的绕坝渗流分析,对于此类土石坝的防渗设计具有十分重要的意义.本文结合一工程实例,进行了水力学法与三维有限元法的比较研究.结果表明:由于有限元法避免了某些人为的假定,且计算模型更为接近实际,因此其计算结果更为合理.同时,关于该工程绕坝渗流防渗措施的研究结果表明,坝肩混凝土防渗墙的延伸长度与绕坝渗流特性的改善呈正相关性,但其长度超过一定值时,改善的效果将趋于明显减小.     

基于ANSYS的某土石坝渗流数值模拟研究

基于有限元原理以及渗流场与温度场在各种方面的相似性,将ANSYS软件中的热分析模块运用于土石坝渗流场的计算中。利用ANSYS的APDL语言,将生死单元功能运用于土石坝渗流场浸润线的计算中,从而得到较为准确的结果。通过工程实例计算结果与理正岩土、Seep/W的计算结果进行对比,证明了利用ANSYS热分析模块进行土石坝渗流数值模拟的正确性。     

土石坝渗流问题与防渗加固措施研究进展

渗流问题是影响土石坝安全的主要问题,为了总结现有的研究成果,为今后土石坝渗流分析与防渗加固提供依据,首先综述国内外关于土石坝渗流问题与防渗加固措施的研究现状,然后对土石坝产生渗流问题的原因进行分析,最后针对目前低土石坝渗流问题与防渗加固研究较少的现状,提出需进一步研究的方向。     

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.     

复合土工膜防渗土石坝渗流仿真分析

为评价采用复合土工膜防渗土石坝的防渗效果,以某水库复合土工膜土石坝工程为例,建立了该土石坝的三维有限元模型,并基于分析确定的土工膜当量渗流系数取值,开展了该复合土工膜土石坝的渗流仿真分析。计算结果表明:复合土工膜防渗土石坝坝体渗流量为9.46×10-7m3/s·m,坝基渗流量为1.71×10-4m3/s·m,渗流出口比降0.1224,允许比降为0.10~0.20。计算发现复合土工膜具有良好的防渗效果,验证了该土石坝采用复合土工膜防渗的合理性,可为类似复合土工膜防渗土石坝工程提供借鉴。     

基于数值流形法的土石坝静力 计算数值模拟

根据数值流形法的特点以及土石坝静力计算要求,给出了基于数值流形法的土石坝非线性静力计算方法。算例表明,数值流形法在土石坝静力分析中是有效的。     

加设垂直防渗体的土石坝渗流计算方法初探

建在无限深透水地基上的土石坝,其渗流场的几何形状和边界条件较复杂,具有不同程度的非均质性和各向异性的特点,对其渗流计算方法进行了分析比较,并运用边界元计算原理,建立了无限深透水地基上土石坝坝基垂直防渗体的渗流计算模型.     

复合土工膜防渗体土石坝渗流有限元分析

基于复合土工膜的渗透机理，结合土体的渗流计算模型，采用有限元法，编写了土石坝渗流计算的程序，对某复合土工膜面板坝进行了渗流分析。应用实例的计算结果表明，用复合土工膜防渗的土石坝的渗流计算结果是合理的，与未铺设复合土工膜的土石坝相比，浸润线坡度趋于平缓，渗透坡降明显减小，渗透流量大幅度缩减。     

土石坝饱和非饱和渗流的数值分析

土石坝渗流问题直接威胁着坝体的安全稳定,为给土石坝的设计及运行提供理论依据,在前人研究的基础上,以多孔介质的饱和度和渗流场总水头为变量,建立饱和非饱和渗流数学模型,用有限元方法求渗流场的总水头分布与饱和度分布,通过饱和度的分布来自动的捕捉渗透自由面。最后用均质土坝模型和大唐珲春电厂储灰坝算例对该方法的可靠性和有效性进行了验证。结果表明,水库水位升降后坝体的浸润线变化过程符合实际规律,数值计算和电模拟试验结果基本吻合。用饱和度的分布来自动捕捉渗透自由面和确定逸出边界,迭代收敛速度快,准确性高。     

土石坝渗流数值分析方法综述

对目前国内外渗流计算的主要数值分析方法进行综述, 对有限差分法、有限单元法、边界元法、无单元法加以分析和比较,并对目前广泛应用的有限单元法及其在求解渗流自由面中的应用进行了重点阐述。     

土石坝土工膜防渗方案的计算分析

采用邓肯张材料本构模型和渗流的流固耦合方法对土石坝复合土工膜防渗问题进行了计算和分析。主要分析了复合土工膜作为土石坝的防渗体时,坝体在竣工期和稳定渗流期能否满足安全要求,土工膜能否有效降低坝体内的浸润线,并对土工膜面板防渗方案和心墙防渗方案进行对比。结果表明,土工膜做为防渗体能够使大坝满足安全运行的要求,土工膜心墙防渗方案在应力应变和防渗方面要优于土工膜面板防渗方案。     

土石坝渗流破坏机理分析及防治措施

土石坝的建筑自古以来就一直存在,并且形式最为广泛,筑坝的技术也发展得相当成熟。土石坝作用是挡水,但大坝的挡水和渗流是并列存在的。从无数的工程实践中得知,水闸以及土坝的破坏大多是由渗流引起的,渗流已经成了安全问题的直接隐患,给人民财产造成巨大损失,因此渗漏的破坏作用造成的损失不得不引起我们的重视。所以,找出合理的解决办法...     

深厚覆盖层土石坝渗流控制及三维数值分析

深厚覆盖层地基和两岸坝肩绕坝渗漏的存在,将影响水库的安全运行及水库工程效益的发挥,有必要采取相应的防渗措施,降低坝基及两岸坝肩的渗透流量。以某水库为例,建立了能够准确反映该水库的主要地质构造、坝体及坝基几何形状的三维有限元分析模型,考虑正常蓄水位下防渗墙的厚度(0.6、0.8、1.0和1.2 m)、延长两岸坝肩(50、60、70和80 m)及地基(6)-2地层的深度(3、6、9、12和15m)等方案,从地下水位线等值线、渗透比降、渗透流量等方面研究坝基和两岸坝肩的渗流场特性及稳定性分析。通过增加防渗墙厚度、延长坝基及两岸坝肩的深度,坝体、坝基及两岸坝肩内的地下水位等值线均向防渗墙处靠近,防渗墙内水头损失增大;坝体、坝基各分区及防渗墙的最大渗透比降满足渗流稳定性要求;延长防渗墙深入两岸坝肩的深度能有效降低坝肩的渗透比降,同时也能有效控制坝肩渗透流量,降低墙后坝肩浸润面;单纯改变防渗墙厚度并不能有效控制坝基渗透流量,需加深防渗墙深入坝基的深度来控制坝基渗透流量。建立的某深厚覆盖层土石坝的三维渗流有限元数值模型,进行了渗流控制方案的合理优化,该研究可为我国深厚覆盖层土石坝渗漏及渗透稳定问题评价研究提供重要依据。