喀左县李杖子水库均质土坝防渗加固方案优化比选

渗流破坏是土石坝破坏的主要形式,而防渗加固设计是土石坝除险加固工程设计的重要内容。文章以辽宁省喀左县的李杖子水库大坝防渗加固工程为例,利用数值模拟方法对防渗加固工程方案进行比选,并得到不同坝坡坡度的加固方案结果,可为相关工程设计提供参考。     

土石坝垂直防渗加固措施综述

我国土石坝数量众多,渗流问题引起的大坝病害与险情严重危及土石坝的运行安全。近年来,我国全面开展了病险水库除险加固工作,垂直防渗加固措施因防渗效果显著,在实际工程中得到广泛应用。通过收集病险土石坝除险加固资料、开展现场调研分析及查阅大量相关文献,总结土石坝常用垂直防渗加固措施主要有灌浆、防渗墙和土工合成材料防渗技术等。文中阐述各技术措施的应用历史与发展现状,归纳垂直防渗设计原则和不同垂直防渗加固措施防渗原理及其施工工艺,对比分析各自的防渗体厚度、处理深度、防渗效果、工程施工、环境影响、投资造价、适用地层、工效等特征与适用性。分析认为垂直防渗加固措施的选择,应综合考虑坝基地形地质条件、工程施工难度、环境影响及投资造价等诸多因素。     

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。     

基于有限元的病险土石坝防渗加固效果评价

渗流问题是土坝安全的关键之所在,因此在对病险水库进行除险加固以及防渗加固效果评价时,渗流计算是最重要的内容。本文考虑了坝体的饱和与非饱和区域,分析了基于非饱和理论的土石坝渗流计算有限元方程、边界条件以及求解方法,在此基础上结合工程实例分析了某土石坝采用混凝土防渗心墙的渗流加固措施的效果,计算结果表明,采用混凝土防渗心墙能够很好地控制坝体渗流,降低坝体的浸润线以及渗流量,工程效益显著。     

土石坝渗流分析及控制措施综述

由于渗流破坏而造成土石坝失事的比例占到35％左右,在土石坝设计中进行渗流分析是有效降低土石坝渗漏破坏、布设防渗措施的重要方面。从研究土石坝渗流分析方法的演变过程入手,文章分析了土石坝的渗流破坏形式,综合国内外相关经验,阐述了土石坝渗流控制的一些措施并进行了总结。     

混凝土防渗墙在病险土石坝加固中的应用

我国的病险土石坝中,渗漏及由渗流问题引起的边坡稳定性是一个普遍存在的问题。近些年,国内外许多学者对这个问题进行了研究,提出了有效的解决办法,其中一个就是混凝土防渗墙。本文基于二维饱和一非饱和渗流的基本方程,采用有限元计算软件,结合工程实例计算分析某水库防渗加固方案对坝坡渗透稳定的影响,结果表明:在已建水库堤坝的防渗加固工程中,混凝土防渗墙对坝坡的渗透稳定起到很好的加固效果。     

基于渗流与应力耦合的防渗墙与坝体相互作用的数值模拟

封闭式坝体防渗墙在土石坝除险加固工程中得到广泛应用.然而,目前针对土石坝加固工程中增建的封闭式坝体防渗墙的研究相对较少,特别是关于墙-坝体相互作用的研究中很少考虑渗流与应力的耦合作用.为探讨土石坝加固工程中墙-坝体相互作用的数值模拟方法及作用机理,在分析实际工程条件的基础上,利用ABAQUS有限元软件建立渗流与应力耦合数值模型,实现了同时考虑墙-土接触、渗流-应力耦合共同作用的模拟.分析结果表明,所采用的耦合数值模型能较好模拟防渗墙与坝体的相互作用;土石坝加固工程中的封闭式坝体防渗墙墙体的应力主要由水平荷载引起,简单忽略渗流与应力的耦合作用会导致墙体应力的计算结果偏于不安全.     

福建省病险土石坝加固技术研究

福建省以防洪、灌溉为主的水库2435座,其中险库458座,病库1003座.在深入研究土石坝渗流病害特点和土石坝渗流控制理论之后,分析、总结国内外主要堤坝防渗加固技术,进行有限元计算分析和防渗墙材料试验研究.针对福建省病险土石坝渗漏及变形情况,提出了适应福建省病险土石坝特点的综合处理技术和加固模式.     

基于层次分析法的土石坝灌浆防渗体安全性评价体系研究

帷幕灌浆是病险土石坝防渗加固中较为主要的方法,其属于地下隐蔽工程,其安全性或耐久性是病险土石坝得以正常运行的保证。基于层次分析法,通过模型及评价体系的建立、权重及隶属度的确定,结合实际工程,提出了一种病险土石坝帷幕灌浆防渗体安全性评价的方法,对土石坝防渗加固体的安全性或耐久性评价提供参考。     

混凝土防渗墙在土石坝防渗加固中的应用

土石坝的渗流安全问题在整体安全中占有重要地位,直接影响大坝的运行安全。混凝土防渗墙作为挡水建筑物加固防渗体系的主体部分,防渗效果最为可靠。文章在分析材料及其工艺的基础上,对土石坝防渗加固中混凝土防渗墙的设计、施工方法等问题进行初步总结。     

基于土料参数时变特性的土石坝渗透破坏概率动态分析方法

为更真实地反映土石坝渗透破坏发展的随机与时变特性,采用干湿循环土工试验与渗透系数反演等手段,从土料参数变异性及时变性角度来表征土石坝动态渗透破坏概率。将RBF神经网络和LHS法相融合对随机抽样方法进行改进,克服了传统Monte Carlo随机抽样法计算量过大的缺陷,对比证明了该改进方法的准确性与高效性。将该改进方法应用于某土石坝渗透破坏概率动态分析,计算结果表明,该土石坝渗透破坏概率总体较高并呈现逐年增大趋势,需要进行除险加固处理。     

土石坝漫顶破坏溃口发展数值模型研究

我国已溃决土石坝中由于漫顶破坏而造成的比例高达50%以上,因此,开展土石坝漫顶溃决机理和溃口发展过程研究,正确预测溃口流量过程线及溃坝致灾后果很有必要.本文首先根据现场溃坝调查资料和大型溃坝试验结果,研究分析了土石坝的溃决机理和溃决过程,在此基础上提出了一个描述土石坝漫顶破坏溃口发展过程的数值模型.该模型采用高速水流泥沙输移公式来计算溃坝水流对溃口纵横向的连续冲蚀;采用溃口边坡稳定性分析来模拟边坡失稳坍塌所引起的间歇性横向扩展;通过楔块体力的平衡计算来模拟坝体突发性崩塌所引起的溃口增大现象;通过下游坝体冲槽和坝顶溃口流量平衡来建立两者发展过程的相互影响.最后利用该模型计算分析了板桥水库土石坝发生漫顶溃决的溃口发展过程及溃口流量过程线,模拟结果与实测资料基本一致,从而证实了该模型的合理性.     

浙江省小型水库土石坝病险分析及对策

浙江省共有小型水库3800多座,占水库总数的95．8％,其中土石坝又占小型水库总数的90％以上。通过对全省小型水库土石坝的病险分类和失事原因分析,并有针对性地为千库保安建设标准提供依据。     

土工膜用于水库防渗工程的经验

分析近10年土工膜土石坝建设萎缩的主要原因:一是由于SL274—2001《碾压式土石坝设计规范》相关规定的限制;二是由于2005年错误批判北京圆明园荷花池铺复合土工膜防渗事件。结合工程实例介绍抽水蓄能电站上水库、水库全库盘、平原水库、河川水库等用土工膜防渗的成功经验,以及1座河川水库因铺膜施工不当而失败的教训。介绍了电力行业DL/T5395—2007《碾压式土石坝设计规范》(代替SDJ 218—1984《碾压式土石坝设计规范》),该规范规定坝高30~100 m的坝可用土工膜防渗,这必将推进土工膜土石坝的发展。     

土石坝失事量化风险评估方法研究

风险评估为衡量大坝安全提供了很好的途径，近十几年来，风险评估技术在发达国家的大坝安全管理中得到了快速的发展和应用。已经成为现代大坝安全管理的一个重要环节。为此根据风险评估的理论和方法，对土石坝失事风险的量化计算方法进行了探索研究，闸述了包括失事模式识别、失事概率分析和失事后果估算的有关概念及公式，介绍了运用大坝容许风险进行风险评价的方法，并提出了一些降低土石坝失事风险的建议。     

高土石坝地震动态分布系数研究

与低坝相比，高土石坝受地基刚性的约束减弱，坝体的自振周期延长。在坝体地震反应中，高阶自振周期容易与地震卓越周期迂合，高阶振型的振动易于被激发放大，从而导致坝体地震加速度沿坝高分布与低坝有所不同。现行《DL5073—1997水工建筑物抗震设计规范》对土石坝动态分布系数的规定适合于150m以下的土石坝，已不能适应高土石坝建设的发展需要。因此，利用反应谱法，研究了高土石坝地震动态分布系数，得到了随着坝高的增加，振型数目、高阶周期与地震卓越周期的迂合几率以及加速度分布的变化规律，最终给出了坝高大于150m的土石坝的切速度分布。     

水位降落时土石坝不稳定渗流计算

讨论了土石坝不稳定渗流计算的判别原则,分析了不稳定渗流工况下土石坝浸润线计算方法,用工程实例揭示了土石坝不稳定渗流计算的重要性.     

土石坝动力分析中的阻尼模型研究

阻尼模型对土石坝动力计算结果有着很重要的影响,各种响应都是阻尼的函数,能否正确估计阻尼,直接影响到结构动力分析结果的可靠性。目前在工程实际应用中,阻尼系数大多只考虑土石坝的自振特性。通过分析表明,地震波频率特性对土石坝地震响应有着重要的影响,尤其对高土石坝影响更大。通过探讨几种考虑地震动频率特性的现有的阻尼模型,为土石坝动力计算中阻尼模型的选取提出建议。     

病险水库安全评价基本原则与方法

中国已建的坝高15m以上的大坝有18600多座,90%以上是土石坝,约90%的坝龄都在25年以上。国内对建成多年的土石坝仍按施工期的状态用现有设计规范评价大坝安全,使一些正常运行的水库定为病险水库。如何科学可靠地对建成多年的土石坝进行安全评价是当前急需探讨的问题。根据坝工理论分析和国内外实例研究,提出已建多年土石坝安全评价的基本原则,认为应当研究过去,着眼现在,重在分析多年运行情况及实际表现,依靠各类观测资料的整理与分析进行评价。     

我国病险土石坝隐患分类及快速检测方法概述

土石坝一般会在失事前出现各种不同的病兆险情,究其根源是其病害隐患的存在,及早发现其隐患是病险土石坝除险加固的关键。通过几个土石坝失事案例的分析,指出防洪标准不足、渗漏和结构裂缝是土石坝最主要的病害隐患,并对此类隐患提出了采用无损快速检测技术,就几种主要无损检测技术的优缺点进行了概述。在实际工作中采用合适的探测技术及其组合,可以提高检测结果的可靠度。