高土石围堰复合土工膜与防渗墙联接型式研究

复合土工膜与防渗墙联合作为围堰防渗体系,其联接部位处容易产生破裂而存在安全隐患,接头部位是该防渗体系的薄弱环节。因而,需开展土工膜与防渗墙联接型式的研究,避免复合土工膜因防渗墙与堰体的变形差异而产生破坏,确保围堰整个防渗体系的安全。以西部某水电站高土石围堰为例,采用有限元分析方法,重点研究了防渗墙与堰体联接部位土工膜的受力及变形规律,以及深厚覆盖层上高土石围堰的整体应力变形规律。结果表明:当土工膜与防渗墙之间采用不同联接型式时,对堰体和防渗墙的应力变形影响较小,但对防渗墙与堰体间位移差异和土工膜应变有显著影响。如土工膜采用平直铺设,则沉降错动会使得接头部分土工膜产生较大的拉应变。随着土工膜平铺段位置的抬高,接头处的土工膜应变大幅减小,受力较为有利。由此可知,将土工膜竖直抬高一定距离后再进行平直铺设是合理的,最终应结合室内拉拔试验成果,确定上覆土层的临界厚度。     

三峡二期上游围堰安全监测

为全面了解三峡二期上游围堰的工作状态,确保围堰运行安全,建立了外部变形监测、内部变形监测、渗流监测、应力应变监测、爆破影响监测等一系列安全监测系统,及时反馈了围堰堰体及防渗墙变形、应力应变、爆破震动、防渗墙渗漏量等监测成果,为围堰的安全运行和二期工程安全施工提供了可靠的数据和科学的依据.文章详细介绍了安全监测项目的布置和安全监测仪器的埋设,并对部分监测成果进行了分析.     

三峡深水围堰及防渗墙基坑抽水阶段的数值分析

 主要介绍了三峡工程二期上游围堰在基坑抽水阶段堰体和防渗墙的应力应变分析研究的成果。研究成果表明，围堰在基坑抽水阶段，墙体变形规律正常，并且与现场实测值较接近；在设计正常蓄水位高程85.0 m下，上游墙的最大变位将达到67.4 cm，墙体应力在墙体实测强度范围之内，墙体应力水平小于1.0，表明墙体和堰体是稳定、安全的。     

雷家河水库围堰应力变形受土石料流变影响问题探讨

以雷家河水库工程为例,分析了其高土石围堰堰体在巨大水头影响下堰体内土石料流变对防渗结构变形及应力产生较大不利影响的可能,并在模拟堰体分层填筑施工等过程的基础上,应用能体现土体流变遗传性状的增量模型进行了该水电站围堰应力应变受土石料流变影响的有限元分析.结果表明,该水库围堰堰体防渗墙应力变形受土石料流变不利影响较为明显,且防渗墙接头处位移表现出不断增大的趋势,且局部已经发生剪切破坏,为此,必须采取有效措施应对处理.     

高水头作用下围堰堰体及防渗墙变形特性研究

为了弄清在高水头作用下围堰堰体及防渗墙的变形特性,以三峡工程二期围堰部分实测变形数据为基础,采用土石坝分析的Duncan E-μ本构模型,计算了堰体及防渗墙的应力和变形。结果表明,在高水头作用下,堰体及防渗墙结构在1次荷载作用下的瞬时应力及变形规律为：堰体大部分单元的垂直位移均表现为沉降,只有少量单元在高水头作用下出现向上的位移;防渗墙结构变形与堰体结构变形基本协调一致。说明围堰结构在高水头作用下能够安全运行。为类似结构设计提供了参考和依据。     

‘98汛期二期围堰防渗墙应力和变形

对１９９８年汛期三峡工程二期围堰内基坑抽水对堰体和防渗墙的应力应变进行了分析研究。结果表明，墙体变形规律正常并且与现场实测值较接近，墙体应力和应力水平在安全范围之内，墙体和堰体是稳定、安全的。     

基于FLAC3D的围堰边坡稳定流-固耦合分析

应用FLAC3D对某围堰体及覆盖层的边坡稳定进行了流-固耦合分析。基于Darcy定律和Biot方程,考虑堰体边坡或者覆盖层开挖,以及防渗墙上游有无土工膜对围堰边坡稳定的影响,对施工过程中的4种工况进行了模拟。计算结果表明:下游覆盖层的开挖对围堰体及覆盖层边坡稳定的影响是局部的,对围堰和覆盖层的整体稳定没有产生较大的影响;上游堰体铺设的土工膜对围堰防渗有一定的效果,能够减小渗流量,有效减少塑性破坏区的范围,增加围堰的稳定性。     

深厚覆盖层地基高土石围堰应力变形敏感性分析

采用二维非线性有限元方法分析深厚覆盖层地基高土石围堰在典型工况下的应力变形特性。针对不同的覆盖层及防渗墙物理力学参数,进行了围堰应力变形的敏感性分析。结果表明:在围堰蓄水期,防渗墙底部出现了较大的拉应力;防渗墙弹性模量变化对堰体的水平位移及垂直位移影响不大,但对堰体的大、小主应力的影响较为明显;防渗墙与两侧土体之间的内摩擦角对堰体的水平位移及垂直位移影响不大,但对堰体的大、小主应力会产生一定的影响。     

考虑流变效应的高土石围堰应力变形分析

位于深厚覆盖层上的乌东德水电站高土石围堰,采用在基础防渗墙上接黏土斜墙防渗,堰体在巨大水头作用下,体内粗粒料的流变对堰体防渗结构的变形与应力将产生较大影响。在模拟堰体填筑、上游拦洪蓄水以及下游侧基坑抽水与开挖等复杂施工过程的基础上,采用可反映变应力作用的土体流变遗传特性的增量模型,并基于由三峡工程二期围堰反演得到的堰体流变模型参数,对乌东德水电站围堰进行了流变有限元研究。结果表明：土石料的流变对塑性混凝土防渗墙的应力和变形有明显的不利影响,防渗墙与黏土防渗体接头部位位移明显增大,并且局部单元发生剪切破坏。建议在围堰设计中要考虑土石料流变的影响。     

高土石围堰堰体材料力学特性及变形研究

通过采样试验获取了三峡工程二期上游围堰堰体结构材料 2 种主要成分的力学特性和基本性质,总结了其变形规律。根据试验成果和实测,提出了既可以描述材料的蠕变过程行为,又能描述材料应力松弛特性而且符合大多数材料的粘弹性力学特性的三参量堰体材料流变本构模型。基于 Duncan E- μ模型,编制了有限元分析程序。根据围堰运行部分实测变形数据,计算了堰体及防渗墙的变形。通过计算可知,在汛期高水头作用下,堰体及防渗墙结构在一次荷载作用下的瞬时变形呈现以下的规律：堰体大部分单元的垂直位移均表现为沉降位移,只有少数单元在高水头作用下出现向上的位移;防渗墙结构变形与堰体结构变形基本协调一致。这说明围堰结构在高水头作用下能够安全运行。     

三峡工程二期围堰防渗墙变形规律及运行状况分析

三峡二期围堰于1998年建成挡水，运行状况良好。本文首先根据实际观测资料，分析了三峡二期上游围堰双墙的变形机理，又通过各种情况的有限元计算，包括墙体不同龄期、上游水位变动、墙间水位变动以及改变堰体材料参数对上下防渗墙位移及应力的影响，分析了各种可能的应力状态。所得结果对于防渗墙的安全运行具有指导意义。     

苗尾水电站工程中的防渗墙混凝土 配合比设计

1 概述 苗尾水电站位于云南省大理州云龙县旧州镇境内的澜沧江河段上,属Ⅰ等工程,永久性主要水工建筑物为1级建筑物,次要建筑物为3级建筑物.电站上游围堰堰体1 316.00 m高程以上采用土工膜心墙防渗,l 316.00 m高程以下堰体及基础采用C20混凝土防渗墙防渗,墙厚0.8m,最大墙深约38.0m,防渗墙下接帷幕灌浆至10 Lu界线;水电站下游围堰1 311.50 m高程以上采用土工膜心墙防渗,1 311.50 m高程以下堰体及基础采用混凝土防渗墙防渗,防渗墙厚0.8m,最大墙深36.5 m,防渗墙下接帷幕灌浆至30 Lu线.     

不同铺设及联接型式的复合土工膜围堰应力变形特性

改进复合土工膜的铺设和联接型式,增强其对堰体变形的适应性,是将复合土工膜作为防渗体系的土石围堰设计的关键.开展复合土工膜围堰的离心模型试验,得到蓄水期土工膜应变分布规律;采用ABAQUS软件提供的薄膜单元M3D4模拟了离心模型试验,获得不同铺设及联接型式复合土工膜应力变形空间分布特性,并将数值模拟结果与离心模型试验结果...     

深溪沟水电站围堰堰体及防渗墙应力变形三维有限元分析

采用三维有限元法对围堰竣工期和正常蓄水期的应力变形进行有限元分析计算,给出了不同时期堰体、堰基和不同材料、厚度防渗墙的应力变形结果,通过计算分析来判断堰体结构的安全度,校核防渗墙的强度,所得结论可为同类工程设计和优化提供参考。     

施工及运行期三峡二期围堰防渗墙有限元分析

三峡工程二期深水高土石围堰，是三峡工程的关键工程之一，二期围堰堰体特别是防渗墙体的应力变形，是衡量围堰安危的重要指标．本文针对现场施工工况，对三峡二期围堰塑性混凝土防渗墙进行了应力变形有限元计算分析．根据塑性混凝土龄期选择相应的模型参数，考虑施工、运行时上下游水位变动对墙体应力状况的影响，得到了一些有意义的结论．计算结果表明，从防渗墙体应力和应力水平看，三峡二期围堰在施工和运行阶段是安全的；上下游水位变动对防渗墙水平位移有较大的影响，随着上游水位升高和基坑进一步抽水，墙体水平位移将会加大．     

复合土工膜与防渗墙连接的大型剪切试验研究

围堰工程中常用复合土工膜连接防渗墙作为防渗体系,其连接部位的土工膜常会出现结构性破坏而造成集中渗漏现象。依据高土石围堰防渗体系中复合土工膜的受力特点,利用自主研制的低摩阻叠环式双向静动剪切试验机,考虑土工膜无伸缩节、普通竖向伸缩节和U型槽伸缩节3种连接型式,构建复合土工膜与防渗墙接头的结构模型,开展复合土工膜与防渗墙连接的大型剪切试验,研究不同连接型式下复合土工膜的受力变形机理。结果表明:①无伸缩节、普通竖向伸缩节和U型槽伸缩节3种连接型式下,复合土工膜的应变均随着剪切位移的增大逐渐增大,随着距防渗墙距离的增大逐渐减小;②3种连接型式下模型土体的应力-应变关系变化趋势基本一致,峰值应力变化不大;③无伸缩节连接时,靠近防渗墙位置土工膜的峰值应变为4×10^-3,普通竖向伸缩节连接时,相同位置处土工膜的峰值应变为3.5×10^-3,设置U型槽伸缩节后峰值应变为6.51×10^-4,与前2种连接型式相比,U型槽伸缩节较大程度地降低了土工膜的峰值应变,可以有效解决复合土工膜在防渗墙接头处的应变集中问题。研究成果可为高土石围堰工程防渗体系的设计和施工提供依据。     

三峡工程一期围堰应力应变的有限元分析

本文介绍了三峡工程一期围堰及其混凝土防渗墙应力应变非线性有限元计算情况,对采用风化砂壳建一道混凝土防渗墙和在防渗墙上接壤土心墙方案进行了比较计算。分析表明,建一道混凝土防渗墙方案,对墙的应力及堰体的稳定均可满足设计要求;而在混凝土墙上接壤土心墙方案,对堰体的稳定是不利的。 本文为三峡一期围堰的初步设计提供了依据。     

大渡河深溪沟水电站围堰设计

由于深溪沟水电站导流洞进口地形狭窄,给导流洞进口施工围堰和大坝基坑的布置设计带来极大困难。结合施工场地、地形和地质条件,经比选,导游洞进口围堰采用在7 m高的岩埂上建14 m高的混凝土重力式围堰外加锚索加固的方案。大坝基坑上游围堰从保证工期和便于利用基坑岸坡开挖料考虑,将其设计为碾压式土工膜斜墙围堰,即完成防渗墙施工和堰体填筑后,再在上游迎水面铺设复合土工膜并与混凝土防渗墙连接,形成封闭防渗体系。围堰建成后,历经2 a的运行及"5.12"大地震的考验,安全稳定。     

三峡工程二期围堰中双排混凝土防渗墙与堰体联合作用研究

本文对三峡工程二期围堰进行了非线性应力应变计算。分析了堰体与双排混凝土防渗墙的联合作用问题。对该围堰中混凝土心墙的结构特点进行了探讨,并为设计方案提供了论证和建议。     

深厚覆盖层上土石围堰渗流及边坡稳定性研究

乌东德水电站上游土石围堰填筑于60 m厚的覆盖层上,堰体及基坑开挖后形成了高达150 m的复合边坡。针对围堰采用的塑性混凝土防渗墙上接复合土工膜的防渗型式,采用有限单元法对其正常运行条件和局部破损情况下的渗流场进行了计算分析,并采用非线性强度参数对各运行条件下的上下游边坡稳定性进行了复核。研究表明,采用塑性混凝土防渗墙上接复合土工膜的防渗方案是合理的,其防渗效果显著;在各工况下围堰边坡稳定性满足规范要求,围堰断面的安全性可以得到保障。