三维各向异性随机渗流场参数敏感性分析

在三维各向异性非均质稳定随机渗流场的随机有限元分析的基础上研究了长江荆南干堤渗流场中随机参数和随机边界条件对随机渗流场模拟结果的影响和随机参数与随机边界条件的随机敏感性分析。通过统计模拟和假设检验,建立并验证了长江荆南干堤渗流场内服从独立正态分布的渗透系数随机序列{k}。在对荆南干堤渗流场随机特性和随机边界条件的敏感性分析中讨论了堤防土层的地质结构特性、堤防渗透变形及破坏的特征、堤防渗透参数的敏感性;分别研究了上下游水头随机边界条件的敏感性、垂直防渗边界条件的敏感性及减压(导渗)沟随机特性的敏感性。实现了对干堤典型段渗流场的较为全面的随机模拟和分析,得到的结论通过统计检验并结合实测工程数据对照证明是可靠的,程序的研制是适用的。     

复杂渗流场的三维有限元分析程序

本文介绍水工建筑物坝基复杂渗流场的三维有限元分析程序。主要包括：用非均匀各向异性模拟裂隙渗流和帷幕防渗效益，用半边界排水沟法模拟排水孔的作用，用变积分权数法逼近自由面的求解。该程序已成功地应用多座大坝的复杂渗流场分析，取得了与实测值较一致的良好效果。     

堤防三维渗流有限元计算分析

长江干堤对于长江地区的经济发展及人民生命财产安全起着非常重要的保障作用，通过有限元计算设计工况下堤防的渗流状态，得到了堤坝在三维条件下的等势线、漫润线、垂直及水平方向的水力梯度。通过对同等工程的类比，分析提出了本计算段存在着险情隐患，为大提的设计、安全加固和监测布点提供指导。     

有压渗流在周期性随机水位过程作用下的随机模拟

综合考虑周期性边界水位以及渗流介质参数的随机性，给出了渗流场的随机有限元列式并通过算例得到验证。     

大岗山水电站厂坝区三维天然渗流场反演分析

根据大岗山水电站厂坝区工程地质和水文地质条件，采用三维有限元法，对厂坝区天然渗流场进行反演分析，确定出天然渗流场鸽渗流模型、渗透参数和边界条件，作为施工期和运行期渗控方案研究的依据。     

等壳碾压混凝土重力坝渗流场三维有限元分析

解决渗流问题是碾压混凝土重力坝技术发展的关键.本文利用三维有限单元法和改进的排水孔幕技术,对等壳碾压混凝土重力坝进行了精细分析.分析表明,采用三级配的坝体结构防渗能满足设计要求,该防渗形式结合其后排水孔幕,为大坝的渗流控制安全提供了有力的保证.     

裂隙岩体渗流参数讨论和渗流场有限元计算与分析

本文综合讨论了裂隙岩体渗流参数的特征,及由裂隙参数确定岩体渗透张量的过程。叙述了将岩体作为连续介质的三维非均质各向异性稳定渗流场有限元计算方法。通过对简单模型的有限元计算分析,讨论了各向异性渗流场的二个特征,即渗透主轴对渗流场的控制意义、以及渗透主轴与边界的关系对渗流场的控制意义。     

引水隧洞三维渗流场分析研究

根据工程水文地质条件,建立引水隧洞渗流有限元计算模型。确定数值模拟边界条件,结合区域内的抽水和压水试验数据,采用反演分析算法计算初始渗流场,分析了引水隧洞开挖前后各区域段的初始渗流场分布规律并进行初步分析。     

裂隙岩体渗流参数讨论和渗流场有限元计算与分析

本文综合讨论了裂隙岩体渗流参数的特征,及由裂隙参数确定岩体渗透张量的过程。叙述了将岩体作为连续介质的三维非均质各向异性稳定渗流场有限元计算方法。通过对简单模型的有限元计算分析,讨论了各向异性渗流场的二个特征,即渗透主轴对渗流场的控制意义、以及渗透主轴与边界的关系对渗流场的控制意义。     

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.     

深覆盖层上高土石围堰渗流场的敏感性分析

以某建基于深覆盖层上的高土石围堰工程为例,运用有限元法,进行了其渗流场关于覆盖层土体、基岩及混凝土防渗墙渗透系数的敏感性分析,探讨了围堰渗流场关于这些材料渗透系数的敏感性特征。结果表明:覆盖层土体、基岩及混凝土防渗墙渗透系数越大,围堰下游边坡出逸点越高,围堰及其地基的单宽渗流量越大,出逸段最大渗透坡降越大。因此,对于深厚覆盖层上的高土石坝围堰工程,覆盖层土体、基岩及混凝土防渗墙的渗透系数对其渗流场具有显著影响,在工程勘察设计过程中应尽可能合理地确定这些材料的渗透系数,以便通过准确合理地确定围堰及其地基渗流场,为围堰稳定分析提供可靠的依据。     

基于渗流场与应力场耦合分析的尾水渠施工期渗流场数值分析

本文通过建立尾水渠岩土体渗流的数学模型,结合电站尾水渠典型断面确定边界条件,利用伽辽金有限元方程进行数值计算,对尾水渠施工期渗流场进行模拟。得到以下几点结论：在渗流出溢处水力坡降超出允许水力坡降时,该处需采取工程措施,以免发生渗透破坏;基岩的水力坡降均小于允许水力坡降时,该处渗流是稳定的。     

渗流场分析的夹层代孔列法

排水孔是降低渗透压力以增强水工建筑物抗滑稳定性的重要措施,如何考虑排水孔的作用是渗流场分析中的一个难点。笔者提出夹层代孔列法,以等效排水夹层代替排水孔列,适当选择夹层的渗透系数,使排水夹层与排水孔列的排水效果总体上相等,采用本方法利用通常的三维有限元网格就可以分析含排水孔列的全坝三维渗流场,计算方便,效果良好。     

东湖水库非均质土坝渗流场与应力场耦合分析

根据某平原水库的蓄水过程和地质、结构特点，建立了渗流场与应力场耦合计算模型，采用有限元方法进行了稳定渗流场和应力场的耦合计算。计算分析表明，考虑耦合作用之后，土体渗透系数平均降低10％左右；位移和应力都有不同程度的提高，其中最大竖向位移由0．356m增加到0．41m，最大第1主应力σ1和最大第3主应力σ3分别增加了3．5％和2．5％。因此，虑渗流场和应力场耦合作用所得的计算结果对土坝稳定安全性不利。     

渗流作用下边坡稳定性分析的强度折减弹塑性有限元法

将边坡渗流的有限元计算和稳定分析的强度折减弹塑性有限元法相结合,对渗流作用下边坡的稳定性进行有限元计算与分析。基于有限元计算所得到的堤坝各单元结点水头,通过面力法和体力法两种等效方法计算渗流作用力,即通过单元结点水头计算作用于单元周边的孔隙水压力及其等价结点力或通过单元结点水头计算作用在单元上的渗透力及其等价结点力。将所确定的渗流等价结点力与土的自重、地震力等其它荷载共同施加于边坡上,采用强度折减弹塑性有限元数值分析确定边坡的临界失稳状态及其所相应的安全系数。应用实例表明该方法是有效的。     

无压渗流有限元分析的改进初流量法

目前常用的裂隙岩体渗流等效连续介质模型中在初流量域的积分误差是由于积分中选择高斯点作为初流量判定依据和积分值所致。因此本文引入连续调整系数法对利用初流量法求解自由面的计算精度问题进行了改进,并利用矩形均质坝渗流的实例对改进模型计算精度和收敛性进行了验证。实例表明,经改进的初流量法稳定性和收敛性良好。     

碾压混凝土坝渗流场与应力场耦合分析的数学模型

从碾压混凝土坝的渗透特性出发，分析了碾压混凝土坝层(缝)面渗流与坝体应力相互影响的耦合机理，层(缝)面渗流向层(缝)壁面施加法向渗透压力和切向拖曳力来影响坝体应力，坝体应力改变层(缝)面的等效隙宽来影响渗流，进而提出了碾压混凝土坝渗流场与应力场耦合分析的数学模型，讨论了该耦合模型的有限元数值解法，并给出了工程应用实例。由计算实例可以看出，耦合作用使坝体渗流场发生变化，并且使坝体应力增大，使坝踵处的应力集中加剧。     

有自由面三维裂隙网络渗流分析

本文根据岩体中水在裂隙网络的渗流这一特点，引用自由面求解的初流量法原理，研究了被多组平行裂所构成的三维裂隙网络有自由面渗流问题，并考虑了帷幕，裂隙连通率等因素的影响。