混凝土面板堆石坝三维渗流场特性分析研究

以羊曲水电站为依托,通过建立水电站面板堆石坝的三维渗流有限元模型,计算分析了坝体及 其坝基的三维稳定渗流场特性,得到了坝体和坝基的位势分布、坝体各料区的渗透坡降及渗透流量等。 分析了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 均满足要求。     

玉龙喀什水利枢纽工程高趾墩混凝土面板堆石坝渗控设计及三维渗流分析

玉龙混凝土面板堆石坝位于狭窄河谷,并且坝址河床砂卵砾石层渗透性强,抗渗稳定性差。该工程采用帷幕灌浆、高趾墩、混凝土面板组成坝体防渗系统,最大坝高230.5m,这种混合式超高面板堆石坝在国内外已属罕见。按照规范要求对堆石坝料进行分区、及坝基进行处理并采用,再通过进行三维渗流有限元计算,全面、完整地掌握大坝各分区渗流场状况。结果表明:校核水位渗流场水头分布规律合理,总水头等值线在面板、趾板、高趾墙、帷幕等处较为密集,上游水头由这些部位承担,渗控系统起到了很好的防渗效果。表明此次对坝料分区、及坝基处理较为合理,混凝土面板、垫层料、花岗岩爆破料最大渗透坡降均小于破坏水力坡降,设置帷幕可以使两坝肩渗漏量很小,绕坝渗流并不明显,受到右岸单薄山梁影响,右岸渗漏量最大但也满足渗漏要求,表明这种混合式防渗系统的防渗效果明显。依此,为今后类似工程提供借鉴。     

土工膜修复浆砌石重力坝渗漏的效果分析

针对某病险浆砌石重力坝坝体和坝基渗漏问题,提出了坝面布设土工膜联合坝基帷幕补强的渗漏修复方案,采用有限元法,对大坝开展多工况下渗流场计算,得到了大坝等水头线分布、浸润线高度、渗透坡降及渗流量,重点对土工膜和帷幕的防渗效果进行了论证分析。结果表明,大坝上游面土工膜削减水头显著,膜后坝体浸润线位置低,坝体渗流量小;坝基补强后的帷幕亦有较好的防渗效果,有效限制了坝基渗漏,帷幕渗透坡降小于允许坡降。采用土工膜联合帷幕补强修复浆砌石坝体渗漏是合理可行的。     

江坪河面板堆石坝渗流场模拟与防渗体系评价

面板堆石坝坝址区常存在岩溶及不良地质构造,可能引发渗漏问题,渗流控制对于高面板堆石坝的安全稳定运行至关重要,工程中广泛采用灌浆帷幕及排水孔进行渗流控制。采用排水子结构与含自适应罚函数的Signorini变分不等式相结合的渗流分析方法(SVA法),对江坪河水电站开展坝址区三维渗流场分析,并对该工程的渗控措施效果进行评价。渗流分析结果表明:江坪河高面板堆石坝主要采用的混凝土面板、趾板、灌浆帷幕形成的闭合防渗体系,可以截断渗漏通道,有效地降低大坝堆石区及下游岩体的渗透坡降,保证坝体及岩体的渗透稳定性。     

某水库复杂坝基沥青混凝土心墙坝渗透安全评价

某水库工程沥青心墙坝坝基存在砂卵砾石层渗透性强、河床断层、左岸绕坝渗流等防渗设计难题,为减少渗漏和保障工程运行安全,该工程坝体采用沥青混凝土心墙进行防渗,坝基及左岸古河槽采用固结灌浆及帷幕灌浆的方式进行防渗处理。针对坝体和坝基系统的防渗设计,通过三维渗流分析,确定了不同运行工况下水库的渗透流量,研究了坝体和坝基系统及周围山体的渗流场分布,结合渗透破坏试验确定允许水力坡降,对大坝防渗体系的有效性和防渗设计合理性进行了评估。结果表明,该工程防渗体系能有效防止水库发生明显渗漏,坝体下游渗流出逸点和坝基覆盖层不会发生渗透破坏。     

西霞院反调节水库土石坝段三维渗流有限元分析

通过建立西霞院反调节水库土石坝段三维有限元模型,模拟坝体和坝基防渗系统、下游排水系统、坝基地层等。首先,对比分析三维有限元法计算得到的渗流场结果与实际监测数据,验证了计算模型的可靠性和模拟计算结果的合理性,再利用三维有限元方法对正常蓄水位、设计洪水位和校核洪水位工况下坝体、坝基的渗流总水头、压力水头、渗透坡降、溢出坡降及渗流量进行计算分析,验证了坝体和坝基防渗排水措施的合理性。     

拉西瓦水电站坝基软弱断层的渗流及防渗

对岩体中存在许多软弱断层(如F172)的拉西瓦水电站坝基渗流场进行了研究,通过对断层、周围岩体及防渗帷幕等各种相关量性质变化,计算并比较其防渗措施前后坝体各部分渗透流量及帷幕内最大渗透坡降。结果表明:对于贯穿坝体上下游、处在坝基关键部位、渗透各向异性且有着强透水路径的断层应进行封堵,并且采取帷幕灌浆、排水反滤等有效措施以保证坝体的稳定性。     

猫鼻子水库扩建工程大坝加高培厚设计分析

猫鼻子水库大坝加高扩建工程中，结合现场勘探成果，综合考虑大坝结构现状、坝体填筑材料、坝基肩防渗体等因素，论证优选坝址原坝址加高扩建混凝土防渗墙方案。经大坝渗流及坝坡稳定性分析，各荷载组合工况下坝体渗透比降小于规范值，坝坡稳定安全系数大于规范值。加高扩建后，大坝坝体渗流性态好，坝坡安全稳定，为工程高效优质施工提供了重要技术保障。     

改扩建水库土坝段三维渗流问题仿真研究

渗流问题是直接影响大坝改扩建后运行安全的关键问题,为此,利用三维渗流场的仿真研究,合理评价大坝改扩建设计渗控的合理性和有效性是十分必要的。采用无压渗流场仿真计算理论和有限元方法,在设计渗控措施下,对某水库加高加固后土坝的三维渗流问题进行仿真计算,并定性、定量分析了土坝坝区浸润线、水头分布、渗透坡降及渗漏量等渗流参数的数值规律。结果表明,混凝土预制块、复合土工膜、防渗帷幕等组成的坝体防渗体系,可以有效地截断通过土坝的渗流,但水库水位的抬高也增加了土坝连接部位的绕渗、渗透坡降等不利渗流的安全问题。     

某土石坝悬挂式混凝土防渗墙深度优选

在深厚覆盖层上修建土石坝,坝体和坝基的防渗效果直接关系大坝的安全。根据西南地区某土石坝坝址区工程地质条件,坝体采用沥青混凝土心墙防渗,深厚覆盖层采用悬挂式混凝土防渗墙方案,重点对悬挂式混凝土防渗墙深度进行了6种方案对比分析,确定防渗墙深度22 m时,大坝及坝基年渗流量和渗透比降满足要求。在此基础上,进行了多个工况的校核分析,计算结果表明,采用以沥青混凝土心墙和防渗墙为主的防渗体系,有效降低了坝体内部浸润线高度,浸润线在沥青混凝土心墙处骤降,下游坝坡内部孔隙水压力较小,最大坝高处浸润线降至排水层,下游出逸点位于下游排水体中下部,沥青混凝土心墙和混凝土防渗墙的渗透比降均小于允许值80,坝体填筑材料和天然砂砾石层的渗透比降均在允许渗透比降范围内,坝体、坝基渗流稳定,不会发生渗透破坏。     

金平水电站深覆盖层基础处理及渗流稳定分析

详细叙述了防渗墙+防渗帷幕完整防渗体系,并选择9个典型大坝断面,考虑4个边界水头,对各种工况条件下大坝的渗流安全性进行评估。计算结果表明,采用防渗墙+防渗帷幕方案,可有效控制大坝渗漏(单宽渗流量小于14m3/d),防止坝基渗透变形,并能有效降低下游坝坡浸润线,坝体和坝基的抗渗安全系数均满足要求。     

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。     

重力坝坝体及坝基不同渗透系数对坝基扬压力的影响研究

建立在混凝土为透水材料的基础上,根据不同的防渗类型分别建立无帷幕无排水和有帷幕有排水的两种情况整体渗流分析模型,通过改变坝体和坝基的渗透系数及相对比值,利用有限元法进行稳定渗流分析,研究坝基扬压力的分布及大小,并与现行规范计算值比较。研究表明,考虑渗透系数之后坝基扬压力分布与规范建议值基本一致;在无帷幕、无排水的情况下,坝基扬压力随坝体与坝基岩体的渗透系数比值而变化,并沿建基面出现波动。在有帷幕、有排水的情况下,规范计算扬压力分布较按透水体计算结果偏小;坝基渗透系数越大,所得坝基各点扬压力与规范计算值越接近。     

DG水电站F_(3)断层渗流控制数值模拟研究

采用ABAQUS有限元软件,建立了DG水电站坝址区三维渗流数值模型,开展防渗帷幕对坝址区三维渗流场影响的数值模拟研究。结果表明:数值模拟所得压水过程的P-Q曲线呈线性增加,与实际现场压水试验的P-Q曲线相近,数值模型可靠;F_(3)断层处的渗流速度随着距坝后出逸点距离的增大而逐渐减小,在30 m范围之内,流速下降比较快;随着防渗帷幕长度的增加,渗流量及最大水力梯度的变化趋势呈现非线性变化,当防渗帷幕长度小于9.3 m时变化显著。     

瀑布沟高心墙土石坝渗流分析

在深覆盖层地基上修建高土石坝,其防渗体系的可靠性是一项关键技术问题.防渗墙与土质防渗体连接处是抵御渗透破坏的关键部位.根据瀑布沟土石坝防渗体系的结构特点,利用有限元方法对瀑布沟土石坝进行了渗流分析.结果表明:坝体渗流与应力变形计算时,副防渗墙按40％承担水头较为合适;连接部位的渗透坡降是非均匀变化的,混凝土结构顶部的渗透坡降较大,心墙底部出口处的渗透坡降较小;坝体与两岸相接部位心墙底部渗流出口处的坡降最大.研究结论可以为类似工程提供参考和借鉴.     

冶勒水电站坝基防渗处理设计

冶勒水电站大坝为沥青混凝土心墙堆石坝，建造于高地震烈度区、深厚不均匀覆盖层上。坝基防渗左岸采用混凝土防渗墙接基岩灌浆帷幕，河床部位采用混凝土防渗墙嵌人覆盖层相对隔水层内一定深度，连接渐变为右岸防渗墙接深帷幕灌浆，右坝肩基础最大防渗深度约200m，采用两层合计140m深混凝土防渗墙接60m深帷幕灌浆联合防渗。该坝基防渗处理的设计与施工难度国内外罕见，目前工程进展基本顺利。     

一种确定坝肩防渗帷幕长度的方法研究

安全与经济始终是工程设计中需要认真处理的一对矛盾问题,本文基于左右坝肩单位面积的最大渗流量（最大流速）与坝基单位面积的最大渗流量（最大流速）相等的原则,推导了坝肩防渗帷幕长度的公式。以一个实际工程为例,分别用公式法以及有限元计算法,计算了坝肩防渗帷幕的最优长度。计算结果表明：在满足渗透坡降、渗流量、渗流速度、水头高程的前提下,二者的计算结果基本一致。验证了本方法的有效性,对工程计算与设计具有一定的指导意义。     

玉龙喀什枢纽超高面板堆石坝的渗控方案及渗流分析

玉龙喀什水利枢纽混凝土面板堆石坝高度为230.5 m,为超高型的面板堆石坝,高度接近目前世界最高的同类坝型。本文依据高面板堆石坝渗流控制设计原则,对坝体进行了分区设计,提出了坝体混合料和全爆破料两种分区方案。使用三维有限元法,全面分析了坝体坝基的渗流场状况。结果表明:在正常运行条件下,上游水头由面板、趾板、高趾墩、坝基帷幕承担,渗控系统发挥了良好作用,面板及各填筑分区水力梯度均小于破坏水力梯度;全爆破料方案的坝体填筑料的最大水力梯度小于混合坝料方案,但是面板的防渗负荷相对较大;在面板发生整体渗漏的极端情况下,坝内浸润线和下游溢出高程升高的程度有限,但是极可能发生渗透破坏;坝基灌浆帷幕减少两岸渗漏的作用明显,河床和两坝肩渗漏量很小,绕坝渗流并不明显,受到右岸单薄山梁影响,右岸渗漏量略大于左岸。本文成果可供相似工程借鉴。     

构皮滩水电站岩溶坝基的渗流监测

构皮滩水电站防渗帷幕线上存在复杂的岩溶系统。针对该种岩溶坝址,设计采用了渗压计、测压管和量水堰等组合形式的渗流监测系统,对坝基渗流进行全方位监测。水库蓄水期,坝基渗透压力与库水位呈明显的线性关系,但最大渗透压力增加值仅为库水位上升值的20％左右;水库蓄水完成后,坝基渗透压力与库水位的变化无明显关联。监测成果表明,工程防渗帷幕及岩溶封堵后整体防渗效果明显。监测系统为评价工程安全提供了可靠的科学依据。