南水北调中线一期穿黄工程南岸渠道高边坡渗流分析

采用稳定渗流和非稳定渗流的三维有限元模拟技术,对南水北调中线一期穿黄工程南岸渠道高边坡的渗流状态进行了计算分析。根据拟采用的渗控措施,分别计算了渠道边坡在施工期、完建期、运行期和检修期内,采用不同降排水措施下边坡内的渗流状况,分析评价了各种渗控措施的降排水效果,对渠道边坡在不同阶段的渗控方案设计具有重要指导作用。     

深厚覆盖层弱透水层对防渗墙防渗效果的影响

在深厚覆盖层上建坝,坝基防渗是工程成败的关键。采用有限元软件Seep/w分析强、弱透水层二元结构深厚覆盖层上土石坝渗流问题,研究防渗墙深度及形式对大坝渗流量、坝基出逸坡降、防渗墙底部渗透坡降的影响规律,对比分析悬挂式防渗墙、半封闭式防渗墙、全封闭式防渗墙对坝基的控渗效果。计算结果表明:防渗墙穿过弱透水层,悬挂式防渗墙转为半封闭式防渗墙,坝基渗流、坝基出逸坡降显著降低(分别下降54.3%、70.0%)。因此,防渗墙和弱透水层联合防渗能显著提高垂直防渗墙的控渗效果,半封闭式防渗墙的防渗效果大大优于悬挂式防渗墙。二元结构深厚覆盖层上土石坝垂直防渗墙的最优深度为防渗墙刚穿过弱透水层(连续)时的深度;此外,研究还发现当防渗墙将要伸入弱透水层时,防渗墙底渗透坡降急剧上升,出现极大值,工程应用中应引起足够重视,防止发生局部渗透破坏。     

黄土渠道高边坡渗流分析

为对南水北调中线一期穿黄工程南岸渠道高边坡在施工期、完建期、运行期和检修期的渗控方案提供依据,采用稳定渗流和非稳定渗流的三维有限元模拟技术,对其渗流状态进行了计算分析.结果表明:施工期应以深井降水为主、排水沟降水为辅;完建期、运行期设计的排水体系功能发挥良好;纵向排水管承压时,边坡出渗点显著抬升.因此必须保证坡底纵向排水的正常;在渠道边坡两侧设置排水洞,可以有效降低边坡的地下水位.     

黄河大堤双层堤基渗流稳定计算与渗流控制

对黄河荆隆宫堤段堤基的渗流稳定与控制措施进行了分析,结果表明:在双层地基渗流稳定计算中,密西西比河公式和卡明斯基公式既简捷又实用;大堤若采用截渗墙加固,则必须完全截断透水层,悬挂式截渗墙的效果较差;推荐盖重措施作为渗流控制措施。     

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。     

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。     

深厚覆盖层中局部强透水层对渗流的影响研究

中国西部地区的深厚覆盖层坝基中常存在局部强透水层,其孔隙比大和渗透性强等特点对坝基渗流存在不利影响,是渗流控制中的薄弱环节。基于非饱和土渗流理论,借助有限元软件Seep/w建立数值模型,得出渗流量和坝踵处渗透坡降、出逸坡降,分析强透水层深度、厚度、连续性对渗流场的影响。结果表明:当强透水层深度大于防渗墙时,渗流量和坝踵处渗透坡降随强透水层深度的增大而减小;反之,渗流量则随着强透水层深度的增加而增大,坝踵处渗透坡降先降低后增大。渗流量、坝踵处渗透坡降、出逸坡降皆随着强透水层厚度的增加而增大。渗流量和出逸坡降随着强透水层上游开口长度的增加而增大;坝踵处渗透坡降以上游开口长度50 m为分界线,先增大后降低。渗流量和坝踵处渗透坡降以下游开口长度40 m为分界线,先增大后降低;出逸坡降随强透水层下游开口长度的增加而增大。当防渗墙深度小于55 m时,渗流参数随强透水层底端开口长度的增加而显著增大;当防渗墙深度为60～100 m时,渗流参数仅有较小幅度增大;当采用全封闭式防渗墙时,渗流参数随着底端开口长度的增大反而降低。     

输水状态下挖方渠道衬砌干地修复渗控方案

南水北调中线工程运行以来,发挥了巨大社会效益,沿途及京津冀地区对其调水需求日增,渠道停水检修将带来较大风险,因此面临输水状态下渠道衬砌板破坏抢修难题。部分挖方渠道衬砌板下有复杂的渗控措施,输水状态下采用围堰干地抢修渠底和较深部位的渠坡衬砌板时,需解决围堰基坑内外水位差可能带来的基坑内渠坡抗浮和渗透破坏问题。鉴于此,在渠道渗控设计及围堰布置基础上,根据“前堵后排”思想,提出一种围堰基坑“外、中、内”三防线渗控方案,即围堰基坑外围渠基透水管封堵,基坑周边安装水泵抽排。三维渗流场模拟结果表明,该方案可显著降低基坑周边衬砌板下砂垫层内水平渗透比降和基坑涌水量,能保证基坑渗流安全。研究成果可为南水北调中线输水状态下挖方渠道围堰干地抢修提供理论依据和技术支持。     

百色水利枢纽重力坝6号坝段基础渗流场分析

百色水利枢纽重力坝基础岩体渗流特性复杂，6号坝段坝基有贯穿于坝基上下游的强透水层，岩体的成层性又呈现出渗透各向异性的特点，坝基渗流控制方案的设计是一个较复杂的问题。采用三维有限单元法及排水子结构技术，对6号坝段基础渗流场的特性和优选渗控设计方案进行了分析研究，对坝基坊渗帷幕和排水幕的工作机理和互存互辅的内在渗控关系作了明确的说明，为大坝的设计者提供有力的科学依据。     

百色水利枢纽地下厂房区防渗与排水设计

针对本工程独特的水文地质条件，论述厂区洞室的渗控设计，采取在厂外设置一道排水孔幕并在其外侧设置防渗帷幕的渗控措施。经厂区渗流场计算分析，结果显示所采取的渗控措施有良好的效果。     

高侧渗条件下大型渠道边坡截渗墙设计研究

基于非饱和非稳定渗流理论,假设洪峰历时,借助有限元数值模拟,对高侧渗条件下大型渠道截渗墙渗控效果进行分析。根据地质勘查报告,对水泥土截渗墙10m深和15m深两种方案进行计算分析。根据两种方案的渗控效果,主要是渗流量、渗流速度、浸润线变化等,选择最优深度的截渗墙。     

平原水闸侧向渗漏原因分析

对广东省烽火角挡潮闸侧向渗流渗透比降分析，为修建水闸及其侧向防渗措施的选取提供参考依据。运用二维渗流计算软件，建立了二维渗流计算模型，对透水层范围、渗透系数及防渗刺墙长度进行了敏感性分析，建立了侧向渗流渗透比降与透水层范围δ、渗透系数K及防渗刺墙长度L关系。经过计算可知，渗透系数、透水层范围、防渗刺墙长度与侧向渗透比降均为非线性关系，其中渗透系数与侧向渗流渗透比降呈正相关关系，透水层范围、防渗刺墙长度对侧向渗流渗透比降呈负相关关系。通过分析，土层渗透系数对侧向渗流渗透比降影响较大，透水层范围对侧向渗流渗透比降影响较小，防渗刺墙长度会影响侧向渗流渗透比降，防渗刺墙长度一般以2～4倍水头差效果最佳。     

观音岩水电站坝基三维渗流场数值模拟

坝基渗流是威胁观音岩水电站安全运行的主要问题之一。针对观音岩水电站坝区复杂的地质条件和多重渗控措施,建立较为精细的坝区三维整体计算模型,采用基于计算流体力学(CFD)的三维非稳态水气两相流渗流模型,对正常蓄水位下的坝基三维渗流场进行了数值模拟,并重点分析了典型剖面的渗流特性和渗控措施的渗控效果。分析表明,坝基渗流场中的水头、水力梯度、扬压力、渗流量等基本都在正常范围内,不会对坝基渗流安全稳定构成较大威胁;防渗帷幕和排水系统的渗控效果显著,有效改善了坝基渗流场的分布,渗控布置方案合理有效。     

某面板堆石坝渗流控制措施有效性评估

本文基于ANSYS运用三维稳定渗流有限元法对某面板堆石坝进行渗流稳定性分析,研究了渗控措施设计方案下工程的渗流场分布及渗透稳定性,评价渗控措施的有效性,并对混凝土面板和防渗帷幕的渗透系数的变化对大坝渗流场的影响进行模拟.研究结果表明:大坝防渗系统防渗效果较好,有效的控制了坝内渗流场的分布;混凝土面板及防渗帷幕渗透系数的改变对渗流场影响较大,在渗控系统的施工过程中须严格控制施工质量.     

基于流固耦合的坝基中弱透水层对渗流的影响分析

深厚覆盖层坝基中存在弱透水层时,弱透水层往往既是隔水层又是软弱夹层,是利用其作为渗流控制依托层,还是不考虑其防渗作用,关系到防渗工程的成本、进度等。流固耦合能较真实反映出弱透水层对坝基渗流场和应力场的影响,该文以比奥固结理论为基础,结合土体非线性流变理论,将土体本构关系推广到黏弹塑性,同时考虑土体力学参数及水力参数的动态变化关系,借助ADINA进行双场耦合求解,分析上江坝深厚覆盖层坝基中弱透水层对土石坝渗流场、应力场和自身应力应变的影响。研究表明:半封闭式防渗墙和弱透水层可形成坝基内部的联合防渗体系,能达到显著的渗流控制效果,大坝渗流量、坝基出逸坡降和弱透水层自身应力应变均小于其允许值,能保证大坝的安全稳定运行。但同时防渗墙和弱透水层承受的应力应变会相对增加,需要采取合理的工程措施给予辅助。实例中防渗墙深度相比封闭式防渗墙减小近60 m,若方案能给与采用,可大大减少工程造价。因此,坝基内部若存在弱透水层应该给与足够的重视,科学论证后若能加以利用,能做到事半功倍。     

强弱透水相间深覆盖层条件下防渗墙深度对闸坝渗流特性的影响分析

针对闸坝基础为强弱透水层相间深厚覆盖层的情况,利用二维有限元渗流计算方法,研究了模型边界位置对闸坝渗流计算分析的影响,并分析了该地基条件下,防渗墙深度对闸坝渗流特性的影响.结果表明：模型上下游边界位置对闸坝渗流特性影响较大,随着上下游边界位置的延伸,闸坝渗流特性逐渐趋于稳定,可通过缩尺单元法来模拟边界延伸区域;随着防渗墙深度的增大,地基渗流量及闸底板扬压力逐渐减小,每当防渗墙封闭一个强透水层时,其均能有效地减小地基渗流量及闸底板扬压力.     

峡江灌区干渠渗控分析

峡江灌区干渠延伸长,涉及众多岩土体,各岩土体渗透特征各异.在进水口设计流量一定的情况下,如何控制各岩土体的渗漏量、如何对各岩土体进行渗透稳定分析,将直接影响到渠道渗漏及渗透稳定处理.本文通过对各岩土体进行分类,并按分类对各岩土体进行渗控分析,确定了渠道的相对不透水层,较好地解决了渠道渗漏及渗透稳定问题,对灌区工程的勘察与设计均具有一定的应用价值.     

牛屯河堤防工程防渗墙及减压沟渗控效果分析

针对牛屯河堤防工程中所采用的不同渗控措施 ,利用各堤段监测断面的测孔水位资料对堤基渗流情况进行了分析 ,对塑性混凝土薄型防渗墙、深层搅拌桩防渗墙及减压沟的渗控效果作出了评价。     

角木塘水电站渗控工程设计

渗流控制是坝基处理的重要措施,目前重力坝常用的渗控措施有水平防渗、垂直防渗和排水。帷幕灌浆作为岩石基础中垂直防渗的常用措施,通过防渗帷幕达到防渗堵漏和降压的目的。排水以自流排水为主,必要时可采取封闭抽排方案,封闭抽排可以显著降低渗透压力,效果可靠,封闭抽排渗控措施在大量工程中被广泛采用。文章根据工程特点,对角木塘水电站的渗控工程设计进行了论述。     

高压摆喷施工技术在洪泽湖大堤堤基防渗处理中的运用

采用高压摆喷施工技术在洪泽湖大堤堤基透水层形成一道连续的防渗墙体,截断堤基渗流通道,并采用多种方法检测截渗墙的施工质量,可供堤防工程防渗处理及截渗墙施工质量检测参考.