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。     

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。     

高泉水库三维渗流数值模拟及坝基渗漏原因分析

针对江西高泉水库渗漏问题,根据坝址区工程地质和水文地质特征建立坝址区地下水渗流三维数值模型,采用有限元法对模型进行求解;在此基础上,以长期渗漏监测结果为目标值,反演坝基岩体综合渗透参数,通过帷幕施工前后综合渗透参数变化规律,分析坝基渗漏原因.计算结果表明,防渗帷幕施工前后坝基岩体综合渗流参数差异大,帷幕施工前坝基渗漏主要是由坝基岩体中存在岩溶通道引起,防渗帷幕对控制坝址区渗漏量起到较好的作用.     

萨彦舒申斯克水电站施工期和运行期坝基渗流状态监测

多年观测表明，坝基和水泥灌浆帷幕松驰作用在不断加剧，坝基和两岸连接段渗流量逐年增加 。1992年和1996年曾两度对灌浆帷幕进行了补强灌浆，但效果不好，防渗帷幕后渗流量和渗流水头仍有上升趋势。     

浅析硗碛大坝坝体坝基及其连接处防渗效果

硗碛水电站大坝采用砾石土心墙通过基础廊道和下部防渗墙连接的防渗结构。本文应用渗流监测资料,绘制过程线、浸润线、分布图,计算位势等,结合渗流量多元逐步回归模型,分析评价其防渗效果。结果表明:心墙对水头的消减作用显著,防渗墙与其上部廊道及下部帷幕连接处存在轻微渗水,坝基两岸帷幕后测压管水位基本稳定且逐年下降,坝体坝基总渗流量不大且逐年减小,蓄水初期发现的防渗缺陷经处理后至今未见异常。作为大坝防渗关键环节的心墙、防渗墙及其连接处保持了完整性,整体防渗效果良好。     

混凝土坝基础防渗帷幕体老化的基本特点及其多尺度效应

针对运行工况下坝基防渗帷幕体的老化问题,依据水-岩-帷幕体相互作用的理论,从机理方面对帷幕体老化的基本特点及其多尺度效应进行剖析。指出帷幕体的老化有两个基本特点:一是呈空间分布的不均一性;二是随时间演变的不一致性。由此产生具有不同尺度的效应:一是微观效应,由不同部位帷幕体密实程度的差异性导致其可溶性组分(如钙质)发生差异性溶蚀;二是细观效应,由差异性溶蚀导致帷幕体的细观结构(如空隙度)以及水理性质(如渗透性)发生改变;三是宏观效应,由细观结构改变导致帷幕体后渗漏水动态于一定阶段呈现变异,这种变异多呈局部分布。本质上,上述效应及其演变多源自水-岩-帷幕体间相互作用过程中元素的迁移。     

水库大坝防渗帷幕渗流模拟试验研究

为了研究水库大坝坝基和廊道析出物的来源以及水库蓄水后相应水化学环境下坝基渗流场帷幕水泥结石中钙质的溶出与腐蚀特征、流失规律，分析不同介质灌浆后形成的水泥结石组分与结构特征，模拟了防渗帷幕体在不同工况下的渗流试验、强度试验和微观试验。结果表明：坝基等析出物来源于帷幕体而非基岩；不同模拟介质灌浆后形成的水泥结石成分大体相同；对灌浆效果较好的帷幕体系，在水库蓄水后相应水化学环境下，坝基渗流场中帷幕水泥结石在充填裂隙中会有一个持续自闭合的过程，使防渗帷幕的防渗效果逐渐得以强化。     

缅甸伊江上游某水电站坝基渗控效果研究

对于有断层带存在的坝基,其防渗帷幕和密集排水孔幕的效果是水利水电工程安全的关键问题之一。针对伊江上游某重力坝基础,利用三维渗流场有限元精细求解技术,建立了伊江上游某坝基渗流场计算模型,分析了断层带范围内防渗帷幕失效和坝基排水孔不同间距条件下的渗控效果。成果表明:断层带范围内防渗帷幕失效,坝基渗流量增大,但扬压力折减系数仍满足设计要求;排水孔幕间距扩大1倍,渗控效果并无明显变化。成果可为类似坝基渗控设计提供参考依据。     

某土工膜堆石坝帷幕后水位偏高成因初步分析

某土工膜堆石坝的坝基防渗体系包括趾板及坝基帷幕,帷幕后实测水位偏高,与上游水位连通性较强,需要对其成因进行分析。基于渗流观测资料建立回归模型进行初步分析,运用正交试验设计和渗流有限元计算生成训练样本,对各影响因素进行敏感性分析。借助支持向量机在小样本中的高度非线性映射能力,建立渗流参数与渗压水位的对应关系。采用遗传算法对支持向量机模型进行参数优化,以支持向量机预测值与实测值误差作为适应度值,对坝基地层和防渗体各区域渗流参数进行优化搜索,并将反演结果进行反馈计算验证。结果表明,基于支持向量机-遗传算法反演渗流参数是可行的,帷幕后渗压水位偏高由趾板与帷幕间的裂缝及坝基渗流各向异性综合引起,可针对上述薄弱部位进行工程处理以降低幕后水位。     

混凝土坝基防渗帷幕体老化的基本模式及识别指标

采用综合分析方法,对混凝土坝基防渗帷幕体的老化模式以及识别指标进行了系统的探讨。基于相对防渗效率,把帷幕体老化分为相对稳定型、缓慢变化型以及阶段性变化型3种基本模式;在分析时段内,不同的模式具有不同的防渗效率。用于识别帷幕体老化的指标有3类:第一类为渗流的微观动态要素,包括析钙量、TDS值、pH值、无机质和有机质等,可用于揭示帷幕体的老化机制;第二类为渗流的宏观动态要素,包括扬压力、排水量等,可用于判断帷幕体的老化程度及其基本模式;第三类为数值分析指标,包括饱和指数和渗漏水源比例系数等,可用于量化分析帷幕体的老化过程。3类指标的识别有助于构建混凝土坝基防渗帷幕体老化评估体系。     

高拱坝三维渗流分析及渗控措施优化研究

在拱坝运行期,基于拱坝-地基模型,模拟大断层破碎带、主要裂隙结构面等地质构造和排水孔幕等渗控措施,进行三维渗流分析,重点分析坝基帷幕灌浆及抗力体排水洞对坝基渗流的影响,并针对坝肩不同帷幕长度、下游抗力体排水洞布置型式以及坝基帷幕灌浆深度进行敏感性分析和优化研究,据此确定科学合理的防渗措施。     

某面板堆石坝蓄水期坝基渗流特性分析

坝基渗流状态是判断面板堆石坝防渗效果和安全状态的主要依据。采用过程线分析和分布分析对某面板堆石坝蓄水期坝基渗流特性进行了定性分析,由统计模型对坝基渗流影响因素进行了定量分析,并对防渗帷幕后P2渗压计实测渗压水位偏高的问题进行了综合分析,认为P2实测渗压水位偏高仅为局部现象,不会对该面板堆石坝安全状态产生危害。     

基于安全监测成果的硗碛土石坝渗流稳定分析

土石坝的渗流稳定对于土石坝的安全运行起着至关重要的作用。根据实测渗流渗压监测成果,运用多种分析方法,研究了硗碛砾石土心墙土石坝的渗流渗压分布特征及发展变化规律。心墙消减水头作用显著,防渗效果良好;河谷防渗墙与两岸防渗帷幕后最高渗压水位与库水位相差90 m以上,水位折减效果明显,坝基防渗体系防渗效果较好;两岸绕坝渗流水位变幅很小,多数测孔长期处于干孔状态,绕坝渗流现象不明显;大坝最大渗流量为19.1 L/s,多年平均渗流量9.44 L/s,远低于设计值,且呈逐年减少趋势。分析成果表明:由心墙、防渗墙、帷幕组成的坝体坝基防渗体系防渗效果良好。     

西藏某水电站工程首部枢纽平衡防渗优化设计

以"平衡防渗原理"为依据进行防渗帷幕各分区设计,即依据渗漏量和允许水力坡降的控制标准先确定防渗帷幕的深度,再依据绕过两岸帷幕的渗流速度等于绕过坝基河床下帷幕的渗流速度确定防渗帷幕长度,最后,依据穿过帷幕的渗流速度等于绕过坝基河床下帷幕的渗流速度确定防渗帷幕的厚度,可以避免防渗帷幕局部防渗过当或防渗不足,达到全局最优。对西藏某水电站工程首部枢纽拦河坝不同防渗分区的各种防渗方案进行了平衡防渗优化设计,通过三维有限元软件的计算结果分析,验证了依据"平衡防渗原理"进行的结构优化设计的合理性。研究成果不仅对该工程防渗方案的修改提供依据,还对类似工程防渗帷幕的设计提供参考依据。更多还原     

小花滩水电站大坝坝基岩溶渗漏处理

小花滩水电站大坝基础座落在岩溶化较强的灰岩及白云质灰岩上， 岩溶十分发育， 特别是右岸邪洞系统， 其深部顺河方向的溶蚀裂隙管道发育至高程３３２ ～３３４ ｍ ， 导致坝基产生严重的溶蚀管道渗漏， 库水位升至高程３６０ ｍ 以上时， 渗漏量１－３ ～１－５ ｍ３／ｓ。为确保大坝安全及水库正常蓄水， 根据右坝基渗漏性质及范围， 设计采用前面坝基防渗帷幕拦截， 坝后对渗漏出水点岩溶管道进行封堵的综合处理方案。施工中通过对坝后Ｗ１、Ｗ２、Ｗ４ 等渗漏出水点的有效封堵， 使防渗帷幕灌浆顺利实施。帷幕形成后， 经检查孔压水试验防渗体透水率小于１ Ｌｕ， 表明灌浆帷幕成功地将导致坝基严重渗漏的岩溶管道及溶蚀裂隙封闭。经６ 年历次洪水考验帷幕防渗效果良好， 大坝安全稳定， 电站得以正常发挥效益。     

水底山水库库区三维渗流场反演分析及渗控效果评价

水底山水库右坝肩局部存在中等透水的节理发育带,右坝肩及下游存在渗流破坏风险。为了合理评价水库渗控措施的效果,通过建立水底山库区整体三维渗流模型,开展了天然状态与运行期稳定渗流模拟,优化了岩土层渗透系数,分析了库区渗流场特性。结果表明,在防渗帷幕阻水和排水孔幕降压的联合作用下,坝基下游侧扬压力显著降低,同时,帷幕灌浆降低了右坝肩局部地下水位,在一定程度上阻止了节理发育带渗漏,水库总体渗流量较小,表明工程防排水体系布置合理,对右岸节理发育带渗漏形成有效防护。     

立洲RCC拱坝渗控方案的三维有限元优化分析

以四川木里河立洲水电枢纽工程为研究对象,对坝区的渗控措施展开研究。利用ANSYS12.1建立三维有限元渗流模型,计算分析得到了各渗控方案的渗流特征和渗透压力变化规律。对各方案中关键部位的渗透比降、渗漏量和典型剖面渗流场的渗压、地下水位等特征量进行比较分析后,得知:(1)立洲拱坝渗控措施设计方案的防渗帷幕和排水孔幕能有效降低坝后渗流浸润线,对于减小坝基、坝肩扬压力、改善坝基和坝肩受力条件起到了良好的作用;(2)加深帷幕和排水孔幕、增厚帷幕对降低坝区渗透压力作用不大;(3)适当增加f5断层附近防渗帷幕的深度,可防止f5断层形成渗漏通道,影响坝区渗透稳定;另外,取消第一层排水幕、缩短坝肩防渗帷幕延伸长度,可使渗控措施在满足渗流安全的前提下更为经济。     

某混凝土面板堆石坝渗流监测资料分析

为了解某水库大坝的渗流状况以防止发生渗透破坏,采用定性与定量分析的方法对某混凝土 面板堆石坝坝基的Ｆ4断层、防渗帷幕和坝体坝基等渗流监测资料进行了详细地分析,并建立了渗流监 测资料的多因子回归统计模型。分析成果表明:Ｆ4断层帷幕和趾板帷幕灌浆防渗效果良好,大坝渗流 符合一般的渗流变化规律。大坝渗压水位的多因子回归统计模型拟合效果较好,大坝渗流与库水位及 降雨呈正相关关系,与时效因子关系较小。运行了近10年的某面板堆石坝的渗流状况目前处于正常状 态,为确保大坝安全运行,建议加强对监测仪器的维护,充分发挥监测的作用。     

锦屏一级水电站渗流水质及析出物分析

大坝水质分析是监视帷幕和大坝混凝土是否被溶蚀的重要手段,也是检验基础处理效果及帷幕防渗效果的重要途径。在锦屏一级水电站库水位为死水位和正常水位时,进行渗流水和析出物的采样,然后对渗流水与库水的化学分析成果进行了比较分析。分析结果表明,渗流水水源主要为库水,其中某些位置的渗流水可能是山体渗水和绕渗进来的库水的混合水,说明帷幕防渗性能良好。另外,根据相同取样点、不同取样时间的水样对混凝土腐蚀性对比分析后发现,帷幕和大坝混凝土被溶蚀程度不高。     

猴子岩水电站面板堆石坝三维渗流计算分析

针对猴子岩面板堆石坝的坝体、坝基以及防渗帷幕等结构进行了三维建模。采用饱和稳定渗流有限元法、渗流量插值网格法对猴子岩面板堆石坝进行了三维渗流计算分析。重点研究了面板和防渗帷幕联合作用下渗流场分布特征和防渗效果,探讨了面板出现裂缝、垫层渗透性等对坝区渗流场的影响。