悬挂式防渗墙渗控特性的数值模拟及试验研究

对于悬挂式防渗墙模型进行了基于有限体积法的渗流数值计算,同时对于闸坝底板的水头分布进行了数值计算和试验结果的对比.结果说明悬挂式防渗墙对渗流量的控制作用不显著,但其削减水头的作用较为显著,对于闸坝建筑物等可以起到明显的减轻底板扬压力的作用,同时也有利于堤坝险情的控制.     

堤基渗透变形扩展过程及悬挂式防渗墙控制作用的试验模拟

通过砂槽模型模拟了渗透变形发生和扩展过程，结果说明悬挂式防渗墙对渗透变形的发生条件影响很小，但对渗透变形的扩展及模型破坏的条件影响显著，一方面证实了悬挂式防渗墙渗流控制效果不显著这一已有的结论，另一方面证明了悬挂式防渗墙在一定条件下对险情的扩展可以起到控制作用。     

考虑土体坍塌的单层堤基管涌数值模拟方法研究

为了更真实地模拟土体管涌发展过程,需要考虑管涌区以上土体可能发生的坍塌。根据土拱理论和土体坍塌机理,提出了单层堤基管涌区上覆土体稳定性和坍塌的判别方法,完善了堤基管涌扩展数值模拟方法和程序。通过对有悬挂式防渗墙的单层非黏性土堤基管涌扩展过程的模拟,揭示了考虑上覆土体稳定性和坍塌作用时的管涌扩展规律。结果表明:管涌扩展初期,土体没有产生坍塌;当管涌扩展接近悬挂式防渗墙时,管涌区上覆土体开始出现坍塌;当管涌绕过防渗墙向上游扩展后,管涌区上覆土体的坍塌对管涌扩展路径影响较大。这说明,管涌发展到一定阶段后,土体实际发生破坏的区域比不考虑坍塌作用时模拟得到的破坏区域更大。     

西藏老虎嘴水电站左岸防渗墙布置方案优化

老虎嘴水电站左岸为古河槽,覆盖层最深达203m,初步设计采用悬挂式防渗墙进行渗流控制.在深入分析左岸渗流场特性的基础上,对悬挂式防渗墙的长度、左端深度进行优化,选定满足渗流控制要求且面积最小的防渗墙布置方案.通过对优化结果进行分析可知,取消右下部防渗墙对渗透流量影响较小,防渗墙起坡点位置及防渗墙长度对渗透坡降影响较大.此外,确定了左副坝防渗墙的压力水头,可供验算垂直防渗墙的稳定性以及防渗墙的结构应力.     

无限深透水坝基上悬挂式防渗墙控渗试验研究

无限深透水地基上巨厚覆盖层的渗流控制是大坝建设成败的关键问题之一。悬挂式防渗墙已在许多此类工程中使用,但其控渗效果和渗流机理的分析研究仍未达成共识。为了进一步研究悬挂式防渗墙的渗流机理和控渗效果,应用无限单元和有限单元结合法来模拟无限深透水地基,分析不同渗透系数、防渗墙深度和水头差时坝基渗流量和渗透坡降的变化规律,拟合出精度较高计算式,并通过渗流槽模型试验进行了验证。分析研究发现,悬挂式防渗墙在控制无限深透水地基渗透坡降方面效果明显,能有效遏制渗透破坏;在控制渗流量方面,悬挂式防渗墙深度越大效果越明显,但需要辅助措施联合控制才能实现经济合理、技术可行的目标。分析研究结果有利于进一步认清悬挂式防渗墙的控渗规律。     

堤基渗流破坏影响因素试验研究及数值模拟

;堤基防渗处理多采用"前截中压后排"的方法,通过砂槽模型试验研究,分析覆盖层模拟方式、压盖重量、悬挂式防渗墙、渗流出口型式等工程因素对渗流破坏的影响,并采用流体动力学有限体积方法对试验工况进行了数值模拟分析.研究表明覆复盖层的试验模拟方式对渗流破坏坡降有较大影响,应结合工程实际选择合理的模拟方式;压重增加可以提高渗流破坏的临界坡降;悬挂式防渗墙对阻止渗流变形的发生作用较小但可以延长渗径,提高承担水头;渗流出口进行反滤处理后防渗能力有很大提高.研究成果与工程实际符合,为堤防防渗加固和防洪决策提供参考.数值模拟结果与试验数据接近,为进一步模拟研究渗流破坏过程和各种工况的防渗效果提供了基础.     

悬挂式防渗墙控制管涌发展的试验研究

在试验室水槽中进行了有悬挂式防渗墙的砂质堤基的渗流模型管涌试验，取得了不同贯入度悬挂防渗墙防止管涌效果的系列试验成果，论证了悬挂式防渗墙对覆盖土层下粉细砂地基发生管涌时有截断通道、控制管涌发展的显著功效。根据试验资料确定了悬挂式防渗墙及其前后水平段的渗流临界坡降，给出了管涌险情是否会影响大堤安全的估算公式。     

深厚覆盖层土石围堰渗流稳定性分析

通过对新疆某水库工程上游围堰进行二维平面渗流分析计算,得出在不同悬挂式防渗墙深度下,围堰下游出逸点比降、单宽渗流量。计算成果表明:对于深厚覆盖层上的土石围堰,增加悬挂式防渗墙的深度,对减少渗流量、下游出逸点比降有一定的作用,但效果不明显。在满足围堰结构安全的前提下,适当的缩短了悬挂式防渗墙的深度,最终确定了悬挂式防渗墙合理深度为22m,对工程起到了节省投资、缩短工期的作用,为类似工程围堰防渗设计提供参考。     

悬挂式微透水防渗墙的土石坝渗流计算

以往对于土石坝渗流计算都是假定防渗体是完全不透水的,这样的计算结果难免会出现偏差。本文通过赋予悬挂式防渗墙合理渗透系数的情况下,利用有限元法对无限深透水地基上的土石坝建立数学模型进行理论计算。通过对比两种悬挂式防渗墙方案,选取不同深度进行渗流计算和分析。结果表明:防渗墙的位置越靠近上游防渗效果越好,此时防渗墙的有效深度为6⁸倍的坝前水深。     

悬挂式止水帷幕插入深度的数值分析

通过设置悬挂式止水帷幕以减小基坑周边地下水位的降低程度,减小基坑开挖时基坑降水对周边环境的影响,而其插入深度与地下水位的降低量密切相关.针对基坑地下水位降低与止水帷幕插入深度间的关系进行了数值模拟,显示出地下水位在止水帷幕处出现明显降低,随止水帷幕插入深度的加大,坑外水位降低量相应加大.模拟结果表明了用数值模拟方法计算悬挂式止水帷幕止水效果的有效性,为实际工程应用提供了积极的参考.     

悬挂式防渗墙渗流试验方法与技术改进

悬挂式防渗墙的主要作用有限制管涌通道的发展和改变渗流场的流态,目前关于悬挂式防渗墙的试验研究较多,试验方法和技术也在不断改进。该文详细介绍了悬挂式防渗墙模型试验方法和试验过程,并提出了试验技术改进。比如采用压力水袋作为覆盖层的模拟材料,有效阻止覆盖层和砂样接触面出现间隙,防止覆盖层边沿发生漏水;砂槽上游供水设计成“二级供水”模式,使上游水位更稳定;使用透明纱布消除排水液面“张力”对下游排水顺畅性的影响;改进供水箱,消除进水边界水头损失。     

考虑渗流作用的深覆盖层地基防渗墙应力变形分析

采用三维非线性有限元方法分析深覆盖层上面板堆石坝防渗墙应力变形特性。建立考虑渗流作用的深覆盖层上面板堆石坝应力变形数值模型。在分析渗流作用对防渗墙应力变形特性影响的基础上,分析了防渗墙施工顺序和防渗墙深度对墙体应力变形的影响。结果表明:渗流作用使防渗墙的顺河向最大变形增加56.47%,使墙体的最大拉压应力分别增加22.47%和21.74%,不考虑渗流作用将使防渗墙应力变形计算结果偏于不安全。防渗墙靠后的施工顺序可以改善墙体的应力变形性状,悬挂式防渗墙贯入深度越小,其应力变形特性越趋于安全稳定。     

非均质无限深透水地基上土石坝微透水防渗墙渗流控制研究

随着地质条件良好的坝址日益减少,许多水坝已经或将要坐落在非均质无限深透水地基或深厚覆盖层地基上,为了在满足大坝安全运行的前提下尽可能减少渗流量,本文通过物理模型实验就非均质无限深透水地基上的土石坝微透水垂直防渗墙的深度对坝基渗流量的影响进行研究,得出了在非均质无限深透水地基上土石坝坝前水头不变的情况下的垂直防渗墙的有效深度.当悬挂式防渗墙深度大于10倍坝前水头后,坝基的渗流量明显减少的趋势变小,当悬挂式防渗墙的深度大约为20倍坝前水头时,坝基的渗流量基本趋于稳定.     

考虑覆盖层渗流作用的防渗墙应力变形分析

采用三维非线性有限元方法分析深覆盖层上面板堆石坝防渗墙应力变形特性。采用邓肯-张E-B模型模拟覆盖层和坝体材料的本构关系,采用接触摩擦单元模拟防渗墙和覆盖层之间的相互作用。考虑覆盖层地基的多孔介质属性,进行覆盖层地基渗流作用的防渗墙应力变形计算。分析了防渗墙施工顺序对墙体应力变形特性的影响,以及悬挂式防渗墙的应力变形特性。计算结果表明防渗墙靠后的施工顺序可以改善墙体的应力变形性状,悬挂式防渗墙贯入深度越小,其应力变形特性越趋于安全稳定。     

非均质无限深透水坝基垂直防渗墙深度对渗流影响的初步研究

目前我国很大一部分土石坝都修建在非均质无限深透水地基上,通过对非均质无限深透水地基垂直防渗墙模型不同深度的选取,得出在非均质无限深地基土石坝的坝前水深不变的情况下,当悬挂式防渗墙的有效深度大约为6～10倍坝前水头时,坝基的渗流量明显减少的趋势变小,当悬挂式防渗墙的有效深度大约为18～20倍坝前水头时,坝基的渗流量基本趋于稳定。     

弱透水层深度对深厚覆盖层坝基渗控的影响研究

在深厚覆盖层坝基中不同深度处常含有单层、连续、等厚弱透水层,如何将防渗墙和弱透水层优化结合形成联合防渗体以减小防渗体的深度,值得深入探讨。采用Seep/w软件分析了强、弱透水层二元结构深厚覆盖层坝基的渗流量、出逸坡降、防渗墙底部坡降,探讨了不同深度处的弱透水层对坝基渗流影响的规律。研究发现,坝基中未设置垂直防渗墙时,弱透水层所处的位置越浅,越能有效降低渗流量、抑制坝基坡降;弱透水层所处的位置较深时,对大坝掺控则不利。坝基中设置垂直防渗墙时,较深的弱透水层与防渗墙形成的封闭式联合防渗体系,相比较浅的封闭式联合防渗体系,更能有效降低渗流量、抑制坝基出逸坡降。深厚覆盖层中弱透水层的存在能有效降低坝基控渗的成本。研究成果可为强弱透水互层的坝基掺控方案确定提供参考依据。     

水库黏土斜墙坝渗流分析及解决方案

本文以抚顺太平沟水库为研究对象,对其黏土斜墙坝的渗流问题进行分析。分析过程中,运用Autobank软件对4种工况下黏土斜墙坝渗流进行模拟。结果表明:工况1下,黏土斜墙坝坝体、坝基渗透较为严重,黏土斜墙变形、坍塌可能性较大;工况4下发生渗透变形的风险很低。在正常蓄水情况下,设置防渗墙和土工膜具有相对理想的防渗效果。