坝基防渗墙及墙下灌浆帷幕渗流及渗透稳定性分析

采用三维有限元计算软件SEEPAGE1.0对扎雪水电站坝基进行了稳定渗流计算,分析了悬挂式防渗墙下灌浆帷幕深度对渗流场的影响,探讨了覆盖层中的渗透稳定性问题,确定了经济合理的防渗方案,并分析了防渗墙开裂对渗流场的影响.结果表明,覆盖层中帷幕底部的渗透坡降最大,并以此处为中心,向四周迅速减小.整体渗透稳定性较好,防渗墙底部出现交错裂缝对渗控效果影响不大.     

橡胶坝坝基渗控措施有限元分析

针对小埠东橡胶坝坝基渗漏和稳定问题,在采取加固除险措施基础上采用多孔介质稳定渗流理论建立了坝基典型剖面的二维有限元模型,计算了设置和不设混凝土防渗墙的坝基渗流场的位势分布、渗透坡降和单宽流量,分析了防渗墙对坝基渗流场的影响.结果表明,设置防渗墙后,坝基渗透坡降和渗漏量均显著减小,可满足渗透稳定要求.建议增设厚45 cm的混凝土防渗墙.     

金佛山混凝土面板坝二维渗流计算分析

针对渗透水流对土石坝坝体、坝基的渗透破坏危害性极大问题,以金佛山水电站混凝土面板堆石坝为例,根据地质条件和渗流控制特点建立平面二维有限元计算模型,模拟了坝体在不同水位组合条件下的渗流场,研究了渗透破坏的可能性,并分析了防渗帷幕及坝基渗透系数的敏感性。计算结果表明,各种水位组合下混凝土面板及防渗帷幕起主要阻水作用,水力比降大,渗流场分布对防渗帷幕及坝基渗透系数不敏感,渗流流量相对敏感,为坝坡安全性和渗流稳定性评估提供了依据。     

某水库副坝坝基渗漏成因分析及渗透稳定性计算

针对某水库副坝坝基长期存在的渗漏问题,在综合分析历次地质勘察结果的基础上,采用高密度电法对副坝进行无损探测,同时,采用有限元法对副坝渗流性态进行二维数值模拟,分析坝基渗漏对副坝渗透稳定性的影响。结果表明,副坝坝基渗漏主要是由于坝基存在强透水的砂砾石层;副坝坝基渗漏未彻底解决的主要原因是已采取的防渗措施不当或存在质量缺陷,1978~1979年实施的桩号0+678~0+700段沟槽防渗墙存在缺陷,2000年实施的灌浆效果不佳;防渗墙失效后,副坝坝基砂砾石层在校核洪水位工况下可能发生渗透破坏,建议进一步采用混凝土防渗墙对副坝坝基进行防渗加固处理。     

上覆压力对深厚覆盖层地基渗透及渗透稳定性的影响

为了研究不同上覆压力对深厚覆盖层中管涌型土层的渗透及渗透稳定性影响,利用土体渗流—应力耦合装置,在施加不同上覆压力(0、0.3、0.5、0.7 MPa)的条件下,对缺级配砂砾石进行渗透破坏试验。结果表明,随着上覆压力的增大,土体在渗透破坏过程中,局部的渗透特性变化和渗流场分布均存在差异性,反映了细土颗粒被运移和填充孔隙的情况不同,从而影响了水力坡降在局部的分配情况;上覆压力的增大使得土体稳定渗流阶段和渗透破坏阶段的渗透性出现不同程度的减小,临界坡降和破坏坡降的变化与上覆压力之间存在相同形式的非均匀变化关系。     

北京市海子水库南副坝渗流及稳定性分析

基于工程地质勘察资料和水文资料,结合工程实况引入等效渗流系数的概念,选取典型断面,对海子水库南副坝及坝基的渗流进行了有限元模拟计算,分析了正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位时渗流作用下的下游坝坡的稳定性,并对混凝土防渗墙深度对渗透量和稳定安全系数的影响进行了分析,得到海子水库南副坝可以加深防渗墙至55 m,渗透量减少35%左右,并且防渗墙的加深对坝坡的稳定性还有一定的加强作用。     

调节水位对橡胶坝坝基渗流影响的分析

针对调节水位对橡胶坝坝基渗流的影响,以滹沱河橡胶坝为例,采用有限元法对坝基渗流进行了三维模拟研究,利用等参六面体单元精确模拟了坝区各地层和水平铺盖的空间分布及不同工况下坝基的渗流场分布规律,并分析计算了调节上游水位和降低下游水位的水头分布、单宽渗漏量及渗透坡降对坝基渗流场的影响。结果表明,该坝基满足调节上游水位时的防渗要求。     

甘肃省某电站深厚覆盖层渗透变形分析

根据不同方法判定甘肃省某电站坝基覆盖层的渗透变形型式、临界坡降和允许坡降,取得了较合理的渗透变形参数.采用有限元法计算坝基渗流场,分析了其渗透变形特征.结果表明,水库正常蓄水后,在渗流条件下坝基覆盖层将发生渗透变形破坏,对此提出了较合理的防渗措施,可为未来利用深厚覆盖层建坝的水电工程渗透变形处理问题提供参考.     

两河口心墙堆石坝渗流特性及其控制方案

建立了两河口工程坝址区的三维渗流有限元模型,并计算分析了坝体及其坝基的三维稳定渗流场特性,获得了坝体和坝基的位势分布、坝体各分区的渗透坡降及渗透流量等.分析了坝基防渗帷幕和左右岸防渗帷幕深度和长度变化及防渗帷幕和坝基岩体渗透参数对渗流场的影响.结果表明,坝体、坝基及左右岸坝肩的防渗措施均可满足要求.建议考虑坝基防渗帷幕仅截断3 Lu线以上岩体的防渗方案,并将左岸防渗帷幕的延伸长度减少50 m.     

小浪底水库蓄水初期运用坝基渗流分析与安全性评价

针对小浪底水库蓄水运用初期坝基渗流异常问题,在分析坝基防渗体系基础上探讨了坝基渗流原因,介绍了三个阶段帷幕补强灌浆等工程措施及处理效果,从渗水量变化、典型库水位下的防渗效果、防渗墙下游侧坝基渗透比降分析、库水位275 m时防渗效果预测等角度综合评价补强灌浆后坝基防渗效果很好,因而得出坝基渗流安全的结论.     

深覆盖层上砂砾石坝渗流特性及防渗措施分析

以某水电站枢纽工程为倒,构建三维渗流有限元模型,分析了各材料区渗透稳定性,通过不同防渗布置方案对比研究了厂坝址区渗流特性,并评价了各方案的可行性.结果表明,采用设计值方案,防渗墙和帷幕灌浆渗控作用很好,坝体和坝基各料区的渗透稳定性均符合要求,坝基渗控合理.     

不同性态坝基帷幕对幕后环境变量的影响分析

坝基渗流主要受帷幕结构和防渗性能的影响,当其性态发生改变时可引起渗流场、化学场等的变化,并通过渗流量、扬压力以及溶液化学组分等反映出来。为定量研究幕后此类环境变量与帷幕性态改变之间的联系,建立了坝基渗流—溶解耦合模型反映幕后渗流场和化学场的空间分布,并通过局部和全局敏感性分析方法研究了坝基渗流量、幕后扬压力以及Ca2+浓度等环境变量受帷幕性态变化的影响。结果表明,各环境变量主要受帷幕防渗性能的影响,且该影响呈非线性,此特性也造成局部和全局敏感性分析结果略有不同。从性态参数间相互作用来看,无论对渗流场还是化学场,帷幕防渗性能与其他参数间相互作用较大,而帷幕宽度和深度与其他参数的相互作用较小。研究成果可为大坝防渗提供指导。     

悬挂式防渗墙防渗效果数值模拟

鉴于数值模拟技术在模拟土体渗流方向上几乎不受外界干扰、计算可重复性高等优势,以室内砂槽模型试验为背景,采用有限差分软件FLAC3D模拟了双层堤基中悬挂式防渗墙的贯入深度、布置位置对渗透变形的影响。结果表明,悬挂式防渗墙防渗效果随贯入深度的增加而更为显著;防渗墙布置在靠近下游位置时可抑制渗透变形在墙后背水侧发展,从而避免堤身沉降出现溃堤事故;数值模拟结果与室内模型试验数据基本吻合,说明运用数值模拟分析渗透变形是可行的。     

防渗墙深度优化及其防渗效果研究

为优化深厚覆盖层地基防渗墙深度,以苏洼龙水电站土石坝为例,采用渗流有限元分析软件seep/w建立模型模拟坝基渗流场,并运用灵敏度分析中的差分法对有限元计算结果进行列表和图解分析,从而得到各渗流参数随防渗墙深度的变化规律,得到防渗墙深度取40.5m的优化结果,对比莱茵统计法计算结果(防渗墙最小深度取40.25m),取两者间较大值,给出结构灵敏度分析优化结果为40.5m;进而建立防渗墙深度为40.5m的有限元模型进行渗流计算,以评价防渗效果。结果表明,优化后的防渗墙深度满足防渗标准要求,且在足够的安全范围内。     

深厚覆盖层闸坝坝基的三维有限元渗流分析

结合一拟建的以深厚覆盖层为基础的闸坝枢纽工程,运用三维有限元法,进行了在采用全封闭式混凝土防渗墙地基防渗处理方案下的坝基稳定渗流分析。结果表明,采用此方案可以大部分或全部截断坝基中的集中渗漏,对于避免坝基覆盖层各层发生渗透破坏、减小坝基渗透流量均具有重要作用。     

振冲碎石桩复合地基的等效渗透系数计算方法

振冲碎石桩法是水利工程常用的地基加固方法,其加固形成的复合地基涉及到桩体及其桩间土等多种材料及扰动挤密作用影响等,渗流特性复杂。对此,结合某水电站工程实际,依据振冲碎石桩布置及复合地基桩体和桩间土的特性和面积比例,考虑扰动挤密作用对渗透特性的影响,提出了振冲碎石桩复合地基的等效渗透系数计算方法,从渗透流量和位势分布等渗流要素,并采用三维有限元法,计算比较了真实模型(实际参数)、复合地基模型(等效渗透系数)两种模型坝体和坝基的渗流场。结果表明,采用复合地基等效渗透系数计算的坝体和坝基渗流场基本符合精细模拟振冲碎石桩时计算的渗流场,可见该方法合理、有效,可用于类似工程渗流场的计算分析。     

土工膜缺陷引起的土工膜防渗砂砾石坝渗漏数值模拟

为研究土工膜缺陷对土工膜防渗砂砾石坝渗流场的影响,基于某土工膜防渗砂砾石坝的实际情况,应用饱和〖CD1〗非饱和渗流理论,构建了三维有限元数值计算模型,并对土工膜缺陷条件下坝体和坝基渗流场进行了数值模拟,拟定了不同缺陷部位、尺寸的计算方案,分析了在不同压力水头下复合土工膜发生不同程度的破损对渗流场的影响,获得了土工膜防渗砂砾石坝缺陷渗漏渗流场的特性。发现单个土工膜缺陷的发生部位和大小对砂砾石坝的渗流要素（浸润线、渗透坡降、渗透流量）影响不大,对缺陷附近局部渗流场的影响较大,随着缺陷处压力水头或缺陷尺寸的变大,局部饱和区变大。表明单个土工膜缺陷渗流影响区域仅为缺陷附近垫层内部较小区域。     

注采井间裂缝对地热回灌的影响研究

天然裂缝和压裂诱导裂缝是地热储层主要的储集空间和流体渗流通道,是影响含裂缝热储资源可持续利用的关键因素。文章考虑渗流对地热储层传热过程的影响,建立了含裂缝地热储层的渗流-传热弱耦合模型,并结合"一采一灌"的对井注采模式,分析了裂缝的倾角、长度、宽度等特征参数对地热储层渗流场、温度场的影响。分析结果表明:裂缝的倾角、长度、宽度等特征参数对生产井热突破现象影响较大,裂缝的倾角越小,长度、宽度越大,生产井越容易产生热突破,且当裂缝处于注、采井连线上时,热突破的速度最快;当裂缝的各特征参数一定时,通过优化注、采井与裂缝之间的方位关系,可以延缓生产井的热突破进程。     

固结灌浆深度对丹巴水电站深厚覆盖层坝基中流固耦合的影响

中国西南地区水利工程多建于有明显强弱相间结构的河谷深厚覆盖层上,此类大坝通常采用垂直防渗墙或帷幕灌浆等防渗措施,但这些措施不能有效提高坝基承载力,坝基不均匀沉降反而会造成防渗体的破坏和失效。因此,引入多孔介质存储系数S_α,采用有限元软件Comsol Multiphysics建立双场耦合模型,探寻固结灌浆联合垂直防渗墙条件下深厚覆盖层渗流场和应力场演化规律。研究发现,层状深厚覆盖层中,上部弱透水层、弹性模量较小而厚度较大的强透水层是固结灌浆的控制层。当上部关键层固结灌浆后,且灌浆深度达到总坝基深度50%以上时,再增加灌浆深度意义不大。研究成果可为类似工程提供参考。     

房山水库土坝多头小直径水泥土防渗墙加固效果评价

为评价多头小直径水泥土防渗墙的防渗效果,以房山水库土坝加固为例,采用有限元法计算分析加固前后坝体渗流特性。结果表明,以多头小直径水泥土防渗墙为主要防渗措施建立的防渗体系效果良好,可明显改善坝体和坝基的渗流性态,加固后大坝各料区渗透坡降和渗透流量均明显减小,均能满足《碾压式土石坝设计规范》的要求,且该方法施工质量可靠、造价低,可广泛推广应用于土坝防渗加固。