堤坝管状渗漏温度场示踪模型研究

从渗流和渗漏情况下堤坝温度场特征、温度场示踪基本原理，分析了影响钻孔温度分布的因素。对实际问题进行合理假设和科学简化，运用稳定热传导理论，把集中渗漏通道简化为圆管状并作为模型边界条件．建立了二维堤坝管状渗漏温度场示踪模型。利用测井温度曲线的最大异常温度，该模型可以计算渗漏通道的位置、渗漏通道大小、流速等参数．工程实例表明，对于垂向流速较小的地下水渗漏进行温度场示踪是有效的方法。     

堤坝渗漏瞬态温度场模型

为研究堤坝渗漏初期渗漏通道周围的温度场分布,结合集中渗漏通道自身特点假定渗漏通道为圆柱状,考虑到渗漏通道周围岩土体介质同时存在热对流与热传导两种热量交换形式,建立渗漏流体流动的瞬态温度场模型。根据确定的边界条件和初始条件,用分离变量推导出渗漏通道中的温度分布公式。将该模型应用于北江大堤石角段管涌地区,将实测的温度数据代入模型,反演出渗漏流速。计算结果表明:采用温度场模型反演得到的渗漏流速与同位素示踪法得到的渗透流速结果相近,验证了所建立的模型是可行的。     

基于温度场反分析的堤坝多个集中渗漏通道探测方法

在作者已提出的初始温度均匀堤坝中形成单个渗漏通道的温度场解析解的基础上，运用叠加原理建立了多个渗漏通道的温度场解析式，随后通过六参数Bursa-Wolf模型进行坐标变换，运用反分析建立出基于温度场探测多个集中渗漏通道的模型。将该模型用于分析陡河水库的渗漏问题。分析中将模型简化，建立圆柱状多个渗漏通道温度探测平面模型，先进行单个集中渗漏通道数据拟合，再计算各测点相对于该拟合曲线的残差，对残差作三次样条插值曲线，从而直观地判断集中渗漏通道的数量。计算结果表明，该工程存在3个明显的温度波谷。最后用优化方法计算出左坝肩的3个渗漏通道的确切位置，与实地调查结果一致，较同位素等综合方法定性分析更为精确。     

用相关分析法和数学模型法查找坝头渗流水通道

介绍了英那河水库大坝渗流监测系统及大坝渗漏情况,提出了采用相关分析法和数学模型法查找渗流水通道的方法,建立了数学模型,通过计算分析,找出了英那河水库大坝渗流通道.     

土石坝渗流热监测理论研究进展

对渗流热监测理论各发展阶段特点与相关研究作了评述,着重介绍了定量研究阶段考虑渗流场影响推求温度分布的正演分析,详述了各渗流场与温度场耦合数学模型的基本原理、模拟对象、耦合机理与模型计算方法,总结了渗流-温度场耦合模型研究的趋势与问题。介绍了耦合模型计算的2个部分(渗流场计算与温度场计算)的研究现状与发展重点,阐述了研究基于非饱和渗流双场耦合的必要性和建立模型涉及的基本理论。对未来的研究提出几点建议:考虑有关参数的温变特性,提高模型仿真精度;开展基于非饱和渗流的耦合模型研究,丰富复杂条件下渗流热监测理论;加强由温度场求解渗流场的反演分析研究。     

基于温度场的堤坝渗漏探测技术研究

堤坝渗漏是对坝体安全产生影响的关键原因,其会造成坝体出现坍塌或是塌陷。在对堤坝渗漏展开治理时,选择温度场来对渗漏进行相应的探测与检验,可以简化探测步骤。温度场探测堤坝具备低成本、高效率与节能环保等相关优势。在对前人得出的研究结果进行总结的同时,得出了与实际情况更为相符的边界条件,构建了有限空间内基于渗流问题的二维温度场数序模型,在具备适当的初始条件与边界条件的基础上得到模型的解析解,并对这一数序模型展开合理性验证。     

南俄4水电站首部枢纽区三维渗流模拟

渗流控制是水电工程建设面临的关键问题之一,渗流模拟分析是进行渗控优化的重要途径和依据。针对老挝南俄4水电站,采用通用有限元模拟软件COMSOL Multiphysics,依据三维地下水稳定渗流基本理论,在建立三维几何模型的基础上,确定模拟参数和边界条件,模拟得到了工程首部枢纽区三维流场分布和渗漏量结果,并进行了渗透稳定性分析。模拟结果表明,电站坝体和坝基渗漏总量为26.28L/s,其中排水系统可接纳渗漏量为3.34L/s,同时模型包含的4条断层水力坡降均小于允许值,首部枢纽区渗透稳定满足要求。模拟结果为工程渗控设计优化提供了依据。     

基于粒子群优化算法的温度示踪渗漏探测应用研究

集中渗漏是堤坝发生破坏的主要形式之一,岩土体发生渗漏时,渗漏通道内的流体与附近的土体发生热交换,形成稳定的异常温度区。文中基于已有的渗漏通道温度场解析式,通过六参数Bursa-Wolf模型进行坐标变换,建立基于温度场探测渗漏多个集中渗漏通道的目标函数,利用粒子群优化算法,通过迭代的方式,对目标函数中的参数进行优化计算,找到最优解。最后运用该模型定量地找出内蒙古某水库的渗漏位置,并与同位素示踪结果相对比,两者结论一致,证明了粒子群优化算法在堤坝渗漏通道反演中的可行性。     

温度场反分析法确定大坝渗漏通道位置

岩土体发生渗漏时,渗漏通道内的流体与岩土体会发生热量交换,造成渗流通道附近地层温度发生改变。温度示踪方法是运用温度场研究堤坝渗漏的普遍方法,但目前大多进行的是定性分析,只有确定渗漏通道的确切位置及大小,才可有效整治渗漏问题。基于多个集中渗漏通道温度场探漏模型,编写优化程序,针对具体工程进行渗漏通道的测线优化反演,定量地计算出渗漏的位置,并与钻孔实测温度的分析结果进行对比,两者结论一致,证明了该方法的可行性。     

基于ANSYS的混凝土重力坝坝基稳态渗流研究

文中基于渗流基本理论、渗流基本数学模型,以混凝土重力坝为实例,通过有限元软件ANSYS建立起基本算例的有限元模型。在有限元模型上划分网格,建立边界条件,进行计算分析,获得水头等值线分布图、渗流梯度及渗流速度矢量图,以及指定路径的渗流速度变化曲线。并根据计算成果分析出坝基渗流规律。     

寒区大坝温度场和渗流场耦合问题的非线性数值模拟

本文首先根据热传导理论和渗流理论,提出了带相变温度场和渗流场耦合问题的数学力学模型和控制微分方程,然后应用伽辽金法导出了这一问题的有限元公式,最后给出了一个考虑了渗流影响的寒区大坝温度场的计算实例。该例表明渗流场对寒区大坝的温度场影响很大,在寒区大坝的设计时应充分考虑这一因素的影响。     

无限深透水坝基悬挂式垂直防渗体保角变换-边界元渗流计算

无限深透水坝基轮廓复杂,透水层深度大,其渗流计算精度难以保证。本文提出用保角变换-边界元法计算含有无限域渗流计算问题。保角变换将复杂的坝基轮廓线边值问题变换为水平线边值问题,使渗流计算边界问题大大简化;边界元法在求解边界简单的无限域渗流方面优势明显,两种方法联合使用进行求解,能充分发挥保角变换和边界元法各自优点。通过组合法计算结果表明：联合法计算更加快捷、简单,计算结果更加符合无限域的实际情况,可为解决无限域渗流问题提供一条途径。     

龙滩碾压混凝土坝稳定渗流场与稳定温度场耦合分析

渗流通过参与热量传递与交换影响温度分析，温度通过改变介质渗透系数和温度势梯度引起水流运动来影响渗流场，两者相互作用最终达到珠渗流场和温度场,应用混凝土坝渗流场和温度场耦合分析的数字模型，进行了龙滩碾压混凝土重力坝稳定渗流场和稳定温度场的耦合分析，结果表明，耦合作用使龙滩坝稳定温度场温度普遍降低，稳定渗流场水头普遍升高。     

ANSYS软件在土坝渗流稳定计算中的应用

根据基本方程及定解条件的比较分析，将ANSYS软件的温度场分析功能应用于渗流场的分析，并采用死活单元技术，通过迭代算法计算自由水面位置(浸润线)，解决了土坝渗流稳定问题的求解。该方法可以解决复杂边界、多种介质的渗流问题，为工程应用提供极大的便利。     

地下厂区渗流场参数反演分析及帷幕布置方案研究

现代水电站建设中,地下厂区规模日趋宏大。由于地下厂区多位于降雨形成的天然水位线以下,渗漏成为主要问题。针对某工程复杂的地质条件和防渗措施,建立厂房区及坝区的三维整体模型,采用三维有限元法对稳定渗流场进行计算。运用反问题正算的方法反演枢纽区天然渗流场,在此基础上,对两种不同帷幕布置方案下厂区渗流场、渗流量以及坡降等水力要素进行对比分析。分析表明:枢纽区天然水位较高,防渗帷幕和排水孔幕组成的渗控系统对厂房区地下水位具有较好的控制作用;厂前封闭式帷幕相对于开敞式帷幕的渗控效果更加明显,结合渗流控制效果和工程造价的角度,优先推荐采用封闭式帷幕进行厂区渗流控制。     

江口拱坝坝基渗流场有限元法分析

运用固定网格结点虚流量法及排水子结构技术，对江口拱坝坝基的防渗与排水渗控制施、两岸山体边界条件、隔水岩层阻渗及岩体成层产状等因素在影响坝基渗流场特性中的具体作用进行了计算分析。结果表明，排水子结构技术在精细求解复杂坝基渗流场中具有明显的优势，它在理论和算法上严密，完全能仿真模拟各个排水孔的几何尺寸及排水降压的真实水力行为，不仅能明显地提高计算效率，还能使渗流场的精度大大提高。     

三峡大坝基础渗流控制措施效果分析

 通过对三峡大坝左#9～右#21坝段基础渗流场的有限元数值模拟，对比分析了排水孔幕的孔距、建基面的高程以及封闭和不封闭防渗排水的型式对渗流控制效果的影响，并采用接近实际的设计排水孔距， 用三维模型模拟分析了防渗排水系统的渗控效果。研究结果表明，虽然渗透剖面图显示坝基岩体的渗透性很小，但帷幕结合排水孔的防渗排水措施仍是必要的，此设计方案具有较好的渗控效果。     

基于COMSOL Multiphysics的重力坝渗流场与应力场耦合分析

借助COMSOL Multiphysics软件强大建模与计算功能,建立混凝土重力坝断面二维渗流场与应力场耦合模型,选择结构力学模块和描述流体流动的Richards方程模块,利用出渗面混合边界求解方法确定渗流自由面,以此研究正常蓄水情况下渗流场和应力场耦合作用的影响,并与不考虑耦合作用进行对比。结果表明:(1)考虑与不考虑耦合作用时的渗流场、应力场与位移场分布规律基本一致,但耦合作用对混凝土重力坝渗流场、应力场与位移有较明显的影响;(2)耦合作用使坝体浸润线位置稍微偏低,渗流场等势线偏向下游,坝基扬压力变大;(3)耦合作用使坝体总体应力增加,坝体上游拉应力与下游压应力增大,坝踵处的应力集中加剧。研究成果对混凝土重力坝设计具有参考价值。