湖水位壅高条件下堰塞体土料变形特性DEM-PFV耦合模拟研究

我国西南地区多为高山峡谷地貌,易发生滑坡堵江事件,形成堰塞湖。堰塞湖水位壅高过程中,堰塞体为常剪应力路径,即剪应力保持不变,孔隙水压力不断增大。但已有的研究主要集中于固结排水剪和固结不排水剪,与堰塞湖水位壅高过程中的实际应力路径有别,因此开展常剪应力路径下堰塞体材料的变形特性研究,是深入分析湖水位壅高过程中堰塞体动态响应的有效途径。鉴于此,本文以2018年10月11日白格堰塞湖为例,以堰塞体的实际高度、漫顶前的最高堰塞湖水位及湖水位壅高过程中的实际应力路径为基础,基于细观尺度的离散元（DEM）—孔隙有限体积法（PFV）流固耦合方法,从敏感性分析的角度出发,开展了不同围压、不同初始应力条件下堰塞体土料的常剪应力剪数值模拟试验,并从材料的应力应变关系（宏观）及内部接触力（微观）的分布规律等角度出发,揭示了湖水位壅高过程中堰塞体不同位置的变形响应及其微观力学机理。研究表明,湖水位壅高条件下堰塞体土料变形特性受到土料位置、强度和湖水位壅高程度的联合影响。处于堰塞体不同位置的土料,围压与初始应力比条件不同,并且在堰塞体漫顶之前所遭遇的最大孔隙水压力也不同,从而导致在堰塞湖水位壅高过程中,不同位置的堰塞体土料呈现出不同的变形特性,一般呈现由里及外变形逐渐增大的规律。在相同围压条件下,靠近堰塞体上游外缘的土料,初始应力比相对较高,且遭遇的最大孔隙水压力也相对较高,从而在堰塞湖水位壅高过程中其应力路径会穿越失稳线,导致颗粒之间的接触力减弱,从而产生较大的变形,且大变形区的厚度与范围受到初始应力比及最高湖水位的限制。堰塞体内部初始应力比相对外缘较少,在湖水位壅高过程中应力状态穿过失稳线的可能性降低,从而变形也相对较小。     

大直径薄壁圆筒直立堤变形机理分析

本文在对大直径薄壁圆筒直立堤变形特征详细调查的基础上,结合钻探、测量、水下检查及不利因素分析,对薄壁圆筒直立堤中部及拐角部位的变形特征和变形机制进行了研究,并结合变形机制确立了补救措施。研究表明:大直径薄壁圆筒的倾斜与筒内填料高度变化之间有着相互因果关系;中部圆筒变形是筒内填料原始缺失,抗倾能力低所致,回填筒内填料即可保障运行;拐角位置圆筒直立堤变形是因为该位置波浪作用大,抗冲刷能力低,导致堤前护坦石缺失、基床受损,圆筒产生变形后,顶部与圆筒结构相独立的胸墙在圆筒变形及重力的双重作用下产生了协调变形,修复堤前护坦石并柔性处理胸墙间接缝即可保障运行;该圆筒直立堤的变形均非破坏性的变形,在采取一定的补救措施后,即可抑制变形发展,保证圆筒直立堤正常运行。     

基于BP神经网络的非线性组合模型及其应用

由于采用最优权组合模型进行大坝安全监测观测资料分析时，有时会出现不符合实际的负权重，针对这一情况，采用基于BP神经网络的非线性组合模型，并进行实例计算。实例表明，基于BP神经网络的非线性组合模型是可行的和合理的，建立可信的数学模型是作好组合模型的前提，基于BP神经网络的非线性组合模型拟合精度和预报效果都要优于最优权组合模型，各予统计模型。     

我国土石坝渗流控制理论发展现状

近年来,我国高土石坝迅速发展,水布垭面板堆石坝高233 m,为世界之最,防渗和排渗相结合反滤层保护渗流出口的渗流控制原理得以充分展现,对大坝的经济性和安全性都有重要意义。我国土石坝渗流控制理论的现代水平主要体现在四个方面：①心墙裂缝纳入渗流控制范畴;②面板坝的渗流控制更加完善;③反滤层的作用更显明确;④排水体的作用进一步发挥。     

粗粒土渗透试验缩尺原则与方法探讨

试验规程规范对渗透试验的超粒径缩尺方法没有明确规定。探讨渗透试验超粒径缩尺方法具有现实意义。通过室内试验,揭示了粗粒料不同缩尺方法对渗透试验结果的影响,提高试验成果的合理性。试验结果表明:相似级配法常用于力学强度试验,但不适用于渗透试验;等量替代法只是用中间粒径替代了超粒径部分,建议渗透试验缩尺时能尽量保持30%~40%细粒含量不变,以减少细粒含量变化对渗透系数的影响。     

江河大堤均匀砂基渗透破坏机理试验研究

为了摸清大堤堤基出现渗透破坏甚至溃决的原因,专门进行了模型试验。根据对堤基地质及水文地质的分析,将复杂的堤基归纳并概化为三种类型,并分别进行了各类模拟试验。阐述了均匀砂层堤基的渗透破坏特性及影响因素。均匀砂基的渗透破坏主要发生在堤基上部,特别是大堤与堤基的接触带,破坏水力比降决定于砂层土料本身的破坏水力比降,当大堤与堤基之间存在脱开问题,则破坏水力比降为砂层表面的冲刷水力比降。     

青石壁贮灰场主坝坝面渗水原因分析及 加固方案研究

新余发电厂青石壁贮灰场经过13年的长期运行,排渗褥垫发生淤堵,导致初期坝坝底排渗 褥垫渗透系数减小。此外,初期坝施工时上坝料不均匀,存在局部块石集中的情况会形成集中渗漏通 道,或在坝体内形成水平分层,导致高水位运行期间库水沿渗漏通道或水平分层流出,从而造成主坝 坝面大面积渗水。从解决浸润线位置偏高,方便施工的角度出发,通过渗流和稳定计算分析,经比较 本次渗漏治理加固方案最终采用贴坡排渗,并放缓坝坡。     

大直径薄壁圆筒直立堤变形机理分析

本文在对大直径薄壁圆筒直立堤变形特征详细调查的基础上,结合钻探、测量、水下检查及不利因素分析,对薄壁圆筒直立堤中部及拐角部位的变形特征和变形机制进行了研究,并结合变形机制确立了补救措施.研究表明:大直径薄壁圆筒的倾斜与筒内填料高度变化之间有着相互因果关系;中部圆筒变形是筒内填料原始缺失,抗倾能力低所致,回填筒内填料即可...     

反滤层设计原理与准则

太沙基反滤层设计准则为反滤层的研究奠定了基础,对均匀无黏性土有足够的安全性,但对不均匀无黏性土是不安全的,而且不适用于其它类型的土料。阐述了在太沙基准则的基础上对渗透破坏型式各异的各种类型土反滤准则的研究结果,提出了不同类型土控制粒径确定的原则与方法,扩大了准则的适用范围。试验研究结果表明,不均匀无黏性土的反滤层,应当保护其中的细颗粒不流失,试验研究了确定细料的原则与方法,采用细料中的d_(70)为控制粒径,并回归为整个土体控制粒径的确定方法,最后给出了各类土保护细料的的反滤层设计准则。该研究成果可为实际工程的反滤层设计提供借鉴和指导意义。     

关于堤基渗流无害管涌试验研究的讨论

毛昶熙先生等人在水利学报2004年11期“堤基渗流无害管涌试验研究”一文中，根据试验结果提出判别细砂地基无害管涌的准则是允许水力比降为0．07，细砂堤基的渗流控制应按．J允许≤0．07考虑，同时进一步肯定，以前在闸底板长度设计中所建议的细砂地基的渗流控制水力比降为0．07是正确的。根据中国水利水电科学研究院多年的研究成果，我们认为尚值得商榷。众所周知，布莱的统计结果认为细砂的J允许=0．067，它是代表近一个世纪以前国外修建水闸的水平。近半个世纪以来，土的渗透稳定理论的发展结果表明，细砂的允许水平比降，无论是土体本身还是沿不同土层接触面的接触冲刷水力比降远大于0．07。水工建筑物防渗体优化设计的原则是既安全又经济，其中起关键作用的因素是接触冲刷抗渗强度的取值问题。为此，本文对毛先生的论述作一肤浅的讨论。