高密度电法在堤防渗漏抢险探测中的应用

汛期高水位下土质堤防承受高渗透压力易产生渗漏、管涌乃至决口等险情,为了在险情出现前对堤防的状态进行了解,对处于汛期持续高水位或发生险情前期的土质堤防进行快速隐患探查并进行渗漏风险评估,对一种基于高密度电法的探测模式进行了可行性研究,分析了高密度电法用于堤防抢险探测的物理优势。通过石臼湖堤防抢险探测试验表明:当土质堤防持续在高水位下挡水,堤身隐患(如孔洞、松散体、裂缝等)处的土体含水率将升高,电阻率将和周围土体产生差异,表现为低阻异常闭合圈;高密度电法对于土质堤防的低阻异常区具有较好的识别效果;通过分析堤防视电阻率值的大小和相对关系,以及视电阻率等值线的形态,对堤防进行渗漏风险评估,圈定了堤防的渗漏高风险发生区域,成功预测到了12 h后石臼湖堤防多处渗漏和管涌点的发生区位,证明高密度电法用于堤防渗漏抢险探测和风险评估是行之有效的。     

综合物探技术在堤防渗漏抢险探测中的应用

2017年受台风影响广东省某堤防部分堤段损毁,总缺口长175 m,灾后相关部门迅速对缺口堤段进行修复。2018年4月,修复堤段出现渗漏,严重威胁堤防安全。物探检测法是堤防渗漏抢险探测的最优手段,但目前物探技术均存在多解性和局限性,为弥补单一探测方法的不足,准确探明堤防渗漏险情,采用高密度电法和探地雷达综合物探技术对险情堤段进行探测,并结合现场检查和设计资料进行综合分析。结果表明:高密度电法和探地雷达综合物探技术能有效探测堤防渗漏险情;推测险情段桩号K0+618和桩号K0+642 m两处存在渗漏通道,堤防浸润界面深约3 m。     

基于时移高密度电法的堤防隐患探测技术

为实现隐患险情的快速定位、预警,在对堤防隐患探测方法总结的基础上,介绍了时移探测技术的发展历程;从观测方法、数据采集与处理、反演成像、异常评判方法上对时移高密度电法的工作原理进行了阐述;通过构建数字模型对洞穴和渗漏2种常见堤防隐患开展三维正演数值模拟分析,研究了时移高密度电法在堤防隐患探测技术上的有效性;结合堤防工程实例对时移高密度电法动态探测技术开展了方法技术示范验证;针对堤防线路长和隐患具隐蔽性、突变性、持续性及低可探性,从观测系统、反演成像技术角度评估了时移探测技术在隐患险情灾变动态探测中的可能性。结果表明时移高密度电法在堤防隐患探测方面是可行的。     

基于被动红外热成像的土石堤坝渗漏探测试验研究

目前堤坝汛期渗漏险情的发现仍以人工巡视为主要手段,严重制约了应急处置水平。为探究自然环境条件下被动红外热成像探测土石堤坝渗漏的可行性及其热图像特征和规律,搭建了能充分模拟土石堤坝汛期真实服役条件的试验平台。试验表明,午后和夜间是利用红外热成像巡查土石堤坝渗漏的较佳时段,午后渗漏出口通常表现为低温异常,而夜间则表现为高温异常;集中渗漏影响区在热图像上具有拖尾轮廓及大致以渗漏出口为中心的温度梯度变化纹理特征;无论下游坝坡有无草皮覆盖,自然条件下被动红外热成像探测土石堤坝渗漏均是可行的。     

综合物探法在城市堤防渗漏隐患探测中的应用

为了查明城市堤防渗漏隐患分布,本文采用高密度电法和探地雷达法的综合物探技术对城市堤防隐患探测进行了可行性研究,分析了两种方法在复杂的城市环境中的探测优势,对出现渗漏险情的南河堤防进行隐患探测,成功探明了堤防渗漏隐患的位置和埋深。两种物探方法可相互补充、相互参照,克服单一方法的局限性,提高探测的准确性,是城市堤防渗漏隐患探测的一种有效方法。     

高密度电法在堤防工程渗漏检测中的应用

各种自然或人为因素导致堤防工程普遍存在渗漏隐患,汛时易导致险情发生,因此有必要进行隐患探测。高密度电法作为一种无损检测手段,能够有效对堤防渗漏段进行勘察。文中以江西某堤防工程为例,通过分析视电阻率剖面,发现可能存在的渗漏通道,极大提高了现场检测工作效率。实践证明,采用高密度电法能快速、准确探测渗漏通道情况,可推广使用。     

堤防管涌渗漏隐患探测新方法

作将地球物理瞬变电磁法（TEM）应用于堤防管涌渗漏隐患探测，并研制成功SDC-2型堤坝渗漏探测仪，瞬主为电磁法属无损探测，没有插入地下的部件，具有分辨率高、探测速度快、操作简便等优点，既可用于堤防和土坝渗漏隐患扫描普查，又可用来定位堤防管涌通道，在湖南省岳阳县麻塘过错、大毛家湖和中洲过错大堤上进行了枯水期堤防渗漏隐患探测及洪水期管涌通道定位，测线总长17.4km，探测深度0-60m。枯水期探测出大毛家湖堤存在5处管涌渗漏隐患洪水期这些部位均出现管涌险情，验证了探测结果的正确性，说明瞬变电磁法是探测堤防管涌渗漏隐患的有效方法。     

堤坝隐患快速无损探测新技术

我国水灾频繁,堤防众多,每遇洪水,堤防隐患经常导致各种险情,传统的用木棒或脚踩的方法显然落后了。近年来洪水期,暴露出我国的堤防隐患探测和洪水期险情探测技术十分落后,缺乏有效手段探测、定位堤防内部生物洞(、裂缝、密实度低和渗漏通道等缺陷隐患,采用拉网式人工查管涌,特     

广州珠江堤防应急抢修技术实践

广州中心城区堤防对城市防洪发挥了重要作用,但由于其运行多年、止水失效以及天文大雨、鼠蚁害等原因,堤防周期性出现陷坑等问题。2018年广州珠江堤防某岛均质土堤出现渗漏塌陷,受抢修时间、天气、交通运输条件、作业人员安全限制,现场采取干拌混凝土封堵、土工布防渗和回填粘土工艺。经过一年的运行以及台风"山竹"的考验,堤防渗漏位置未再次出现险情。该技术对均质土堤应急抢修具有一定的借鉴意义。     

综合探测方法在某堤防渗漏强弱分区中的应用

国内外堤防渗漏探测的物探方法多侧重于渗漏点的探寻与查找,较少开展划分堤防渗漏强弱区段的探测。在有限的资源条件下,为对堤防进行评估和治理,往往需查明其渗漏的强弱,有针对性的采取措施。对于此类问题的解决,单一的探测方法往往难以达到预期的效果。为解决此类问题,文章结合在某堤防渗漏探测实例实践中,尝试采用联合剖面法与伪随机流场法相结合的综合探测方法开展对堤防渗漏的探测,并通过2种探测方法结果的相互印证、联合分析,较为准确地区分了探测堤段各部分的渗漏强弱。实践证明,联合剖面法与伪随机流场法相结合的综合探测方法在堤防渗漏强弱探测中可行、有效,可作为今后此类问题的解决方法。     

龙家山堤防工程复合灌浆新工艺及渗控优化研究

龙家山水电站库区一段堤防工程,堤内直接挡水,堤外承担防护;堤基为古河床冲击层,深厚强透水砂卵砾石分布不均,堤身为中等透水的素填土、砂层;防护区内渗漏问题严重,常规防渗措施处理难度大、成本高。为减少堤防渗漏并改善堤身的渗透稳定性,通过现场试验研究,提出复合灌浆新工艺对堤防进行防渗处理。通过对堤防进行三维有限元模拟,分析灌浆前后堤防渗流场分布特征,比较分析渗漏量及物探成果,优化提防灌浆防渗工程。研究表明,龙家山堤防自然条件下渗漏问题严重;复合灌浆新工艺可有效解决堤防渗漏问题,形成的防渗帷幕对堤防渗流控制效果显著;灌浆防渗工程优化后可大幅减少工程量、节省投资,复合灌浆新工艺可推广应用于类似工程。     

南京江宁区长江干堤应急加固渗控方案

基于稳定饱和渗流基本理论,采用等效连续介质模型,建立了南京市江宁区长江干堤有限元模型,对垂直防渗墙、黏土铺盖、排水褥垫以及深层搅拌桩等4种渗流控制措施进行了分析和比较,并计算了堤体及周围土体的渗流特性和渗透破坏情况。计算结果表明,采用(混凝土)防渗墙和利用深层搅拌桩处理可达到堤防防渗和加固的效果。     

不透水边界条件下双层堤基上盖重的渗流计算方法

盖重是堤防工程中最常用也是非常有效的管涌除险措施,对背水侧堤基透水层端部为已知水头边界的情况,已有许多研究成果给出了盖重渗流计算的方法。但是,实际工程中也会碰到背水侧堤基透水层端部为不透水边界的情况,对这种情况下的盖重渗流计算方法尚未见到有研究成果发表。为此,本文针对不透水边界条件下的有限远和无限远双层堤基,推导了弱透水和透水盖重的渗流计算公式,盖重的渗透性可以是任意的,盖重首末端可以取不同的安全系数,同时对影响盖重宽度和厚度的参数进行了讨论,对安全系数的取值以及盖重材料的选用提出了建议。     

堤坝渗漏及结构破坏条件下渗流传热特性的数值分析

以洞庭湖区典型土质堤防为对象,采用FLAC3D软件开展了渗流-温度-应力耦合计算,分析了堤身及堤基在渗漏及结构破坏条件下的渗流场、温度场和损伤场的时空演变特性,探明了温度与渗流、温度与结构破坏之间的内在联系。结果表明,堤坝发生局部渗透破坏乃至整体结构破坏过程中,下游堤脚及地表温度的演变呈阶段性变化特征；地表温度的变化特征可作为预测或判断堤坝内部渗透破坏及结构损伤程度的间接指标。     

Three-dimensional stochastic seepage field for embankment engineering

Owing to the complexity of get-engineering seepage problems influenced by different random factors, three-dimensional simulation and analysis of the stochastic seepage field plays an important role in engineering applications. A three-dimensional anisotropic heterogeneous steady random seepage model was developed on the basis of the finite element method. A statistical analysis of the distribution characteristics of soil parameters sampled from the main embankment of the Yangtze River in the Southern Jingzhou zone of China was conducted. The Kolomogorov-Smimov test verified the statistical hypothesis that the permeability coefficient tensor has a Gaussian distribution. With the help of numerical analysis of the stochastic seepage field using the developed model, various statistical and random characteristics of the stochastic seepage field of the main embankment of the Yangtze River in the Southern Jingzhou zone of China were investigated. The model was also examined with statistical testing. Through the introduction of random variation of the upstream and downstream water levels into the model, the effects of the boundary randomness due to variation of the downstream and upstream water levels on the variation of simulated results presented with a vector series of the random seepage field were analyzed. Furthermore, the combined influence of the variation of the soil permeability coefficient and such seepage resistance measures as the cut-off wall and relief ditch on the hydraulic head distribution was analyzed and compared with the results obtained by determinate analysis. Meanwhile, sensitivities of the hydraulic gradient and downstream exit height to the variation of boundary water level were studied. The validity of the simulated results was verified by stochastic testing and measured data. The developed model provides more detail and a full stochastic algorithm to characterize and analyze three-dimensional stochastic seepage field problems.     

堤坝管状渗漏温度场示踪模型研究

从渗流和渗漏情况下堤坝温度场特征、温度场示踪基本原理，分析了影响钻孔温度分布的因素。对实际问题进行合理假设和科学简化，运用稳定热传导理论，把集中渗漏通道简化为圆管状并作为模型边界条件．建立了二维堤坝管状渗漏温度场示踪模型。利用测井温度曲线的最大异常温度，该模型可以计算渗漏通道的位置、渗漏通道大小、流速等参数．工程实例表明，对于垂向流速较小的地下水渗漏进行温度场示踪是有效的方法。     

土石坝渗流热监测技术研究

对土石坝渗流热监测技术的基本原理、研究历史和现状进行了介绍,对土石坝的热学特性以及土石坝温度与渗流的关系等关键技术问题进行了讨论,并从理论上证明,利用分布式光纤量测得到的温度场,通过有限元数值计算,可以得到渗流场的渗透系数,实现对渗流场的监测.     

堤坝渗透变形及稳定性分析

阐述了堤防渗透变形的类型、成因、规律，并对堤坝渗透稳定性问题进行了分析研究。渗透变形是引起堤防渗漏破坏的主要原因。分析了水力坡度与堤防渗漏破坏的有机联系，可以帮助研究人员对堤防渗漏破坏进行定量确定。     

考虑地层渗透性各向异性的堤防工程三维防渗结构优化分析

在透水地基上修建长堤防工程,堤基防渗结构的渗控效应直接影响堤防的安全运行。根据岷江干流虎渡溪工程库区长堤防工程地质条件,采用三维渗流分析方法,对堤基高喷防渗墙的布置结构进行优化分析。结果表明：高喷防渗墙可有效降低堤后地下水水位,减小库水向堤后低洼保护区域渗漏,但其渗控效应受防渗结构空间展布长度、深度与渗透性以及地层材料渗透性各向异性的影响。满足低洼保护区域不溢出要求的防渗墙最小展布长度随其布置深度的增大和施工质量的提高而减小,防渗墙渗透系数小于1×10^-5 cm/s并将透水性强的覆盖层截断时,其渗控效应明显,若进一步提升防渗墙质量和布置深度则效果不显著。防渗墙质量的提高对堤防渗控效应的提升受地层材料渗透性各向异性的影响较小,而布置深度增大在渗透性各向异性比较大时对渗控效应与防渗结构优化设计的影响较大。随着地层材料渗透性各向异性比的增大,防渗墙所需最小空间展布长度逐渐增大,由各向同性时的180 m增大到220 m,且当渗透性各向异性比较大时,可能有必要增加防渗墙布置深度。