高压引水隧洞渗流分析研究

应用FLAC3D程序对可卡可多辛克雷尔水电工程两条高压引水隧洞三种工况的渗流场进行了数值仿真计算,研究了高压引水隧洞采用透水衬砌设计时,渗流场中水压的变化情况。结果表明:固结灌浆对降低隧洞的渗透压力有显著效果,一定要保证灌浆深度和质量;在施工完建期和检修期,隧洞的外水压力明显大于内水压力,充水运行期内外水压差别不大;检修期,放空速度对于引水隧洞的孔压变化情况有着十分显著的影响。     

锦屏二级水电站引水隧洞三维渗流分析

锦屏二级水电站位于四川省雅砻江干流锦屏大河湾上,利用大河湾之间的水位落差,凿洞引水发电,是雅砻江上装机规模最大的水电站.其引水隧洞长约18～20 km,并具有超深埋、大直径特点.工程地质和水文地质条件极其复杂,采用反演分析方法来修正确定水文地质参数;由于研究的范围很大,而隧洞尺寸相对很小,计算模型采用大模型和小模型相结合的连续介质模型,对大结构面如断层则采用薄断层导水单元来模拟其导水率.通过计算分析研究,预测引水隧洞在施工中的最大渗水量,评价、分析和讨论了隧洞开挖和形成后对周围环境的影响,为设计施工提供参考依据.     

复杂渗流场的三维有限元分析程序

本文介绍水工建筑物坝基复杂渗流场的三维有限元分析程序。主要包括：用非均匀各向异性模拟裂隙渗流和帷幕防渗效益，用半边界排水沟法模拟排水孔的作用，用变积分权数法逼近自由面的求解。该程序已成功地应用多座大坝的复杂渗流场分析，取得了与实测值较一致的良好效果。     

地下引水隧洞施工期渗流分析

地下水位较高的引水隧洞开挖易受隧洞周围渗流场影响,存在渗透破坏风险。为研究高地下水位下施工期隧洞渗流场演变规律,以西霞院穿沁隧洞为依托,建立隧洞施工期三维渗流有限元分析模型,开展隧洞五个主要施工阶段渗流分析。结果表明:各施工阶段隧洞渗流场分布规律合理,检修井施工对原渗流场位势分布影响较大;沁河正常蓄水位下,各施工阶段隧洞渗流稳定满足要求;当水位上升至设计洪水位时,洞身开挖至６８４ｍ和１２５７ｍ阶段,最大渗透坡降超过土体允许渗透坡降,施工时应错开沁河高水位时期,并做好渗控措施;沁河正常蓄水位下各施工阶段隧洞渗流量最大单宽流量为２．７７ｍ２／ｄ,随水位上升,流量增加明显;隧洞各阶段施工前后,计算区域最大渗透坡降和单宽流量有所增加。研究成果可为相似引调水工程的设计和施工提供依据。     

等壳碾压混凝土重力坝渗流场三维有限元分析

解决渗流问题是碾压混凝土重力坝技术发展的关键.本文利用三维有限单元法和改进的排水孔幕技术,对等壳碾压混凝土重力坝进行了精细分析.分析表明,采用三级配的坝体结构防渗能满足设计要求,该防渗形式结合其后排水孔幕,为大坝的渗流控制安全提供了有力的保证.     

大岗山水电站厂坝区三维天然渗流场反演分析

根据大岗山水电站厂坝区工程地质和水文地质条件，采用三维有限元法，对厂坝区天然渗流场进行反演分析，确定出天然渗流场鸽渗流模型、渗透参数和边界条件，作为施工期和运行期渗控方案研究的依据。     

立洲水电站引水隧洞三维非线性有限元分析

引水隧洞作为一种典型的地下工程,结构复杂、地质多变,采用传统的结构计算方法已无法全面反映衬砌结构与围岩的联合受力特征。以立洲水电站引水隧洞为例,运用有限元数值模拟对隧洞围岩稳定性及结构的受力特性进行研究,较好地解决了传统算法存在的问题,供类似项目计算时参考。     

堤防三维渗流有限元计算分析

长江干堤对于长江地区的经济发展及人民生命财产安全起着非常重要的保障作用，通过有限元计算设计工况下堤防的渗流状态，得到了堤坝在三维条件下的等势线、漫润线、垂直及水平方向的水力梯度。通过对同等工程的类比，分析提出了本计算段存在着险情隐患，为大提的设计、安全加固和监测布点提供指导。     

三维复杂渗流场的并行求解

建立了基于水头和饱和度分布的双变量三维复杂渗流场饱和-非饱和计算模型,并通过分析数据执行时的相关性、算法固有的串行性及计算的耗时分布,在串行程序的基础上应用OpenMp并行编程接口实现了并行计算.分别对不同网格规模进行了并行数值模拟并测定了加速比,可以看出并行加速比与参与计算的处理器的个数呈线性分布,并且随着问题规模的增加而逐渐提高.同时也证明了数学模型的合理性.     

三维各向异性随机渗流场参数敏感性分析

在三维各向异性非均质稳定随机渗流场的随机有限元分析的基础上研究了长江荆南干堤渗流场中随机参数和随机边界条件对随机渗流场模拟结果的影响和随机参数与随机边界条件的随机敏感性分析。通过统计模拟和假设检验,建立并验证了长江荆南干堤渗流场内服从独立正态分布的渗透系数随机序列{k}。在对荆南干堤渗流场随机特性和随机边界条件的敏感性分析中讨论了堤防土层的地质结构特性、堤防渗透变形及破坏的特征、堤防渗透参数的敏感性;分别研究了上下游水头随机边界条件的敏感性、垂直防渗边界条件的敏感性及减压(导渗)沟随机特性的敏感性。实现了对干堤典型段渗流场的较为全面的随机模拟和分析,得到的结论通过统计检验并结合实测工程数据对照证明是可靠的,程序的研制是适用的。     

砂砾石高边坡三维渗流场分析

本文利用网格单元同静力计算模型,针对砂砾石高边坡在布置排水洞和排水管与不设排水洞和排水管两种工况下的稳定渗流期的渗流场计算。计算结果表明,排水管的作用明显,可有效提高工程施工的经济性。合理的排水管布置可使高边坡后侧的土体孔压明显下降,减小了土体的渗透压力;大大降低了边坡坡面底部溢出面的渗透坡降,在一定程度上保证可能沿潜在滑动面滑动土体的稳定性。。     

隧洞工程区三维初始地应力场的回归分析

根据实测地应力资料的三维有限元回归分析法是目前应用较多的初始地应力场数值分析方法之一。针对隧洞工程区特殊的地形条件（洞身很长），通过用梯形分布荷栽代替常用的均布荷载来模拟水平向构造应力来提高回归的精度，对锦屏隧洞区地应力场进行回归拟合计算，复相关系数由0.919提高到0.976，表明该方法能显著提高回归精度，可广泛用于工程实践中。     

堤防渗流场参数敏感性三维随机有限元分析

采用随机有限元分析方法,研究了长江荆南干堤的三维各向异性非均质稳定随机渗流场中的随机参数和随机边界条件对渗流场模拟结果的影响,并进行敏感性分析.通过统计模拟和假设检验,建立并验证了该干堤渗流场内服从独立正态分布的渗透系数张量;讨论了堤防土层的地质结构特性、堤防渗透变形及破坏的特征、堤防渗透参数的敏感性;研究了上、下游水头随机边界条件、垂直防渗边界条件以及减压(导渗)沟随机特性的敏感性.实现了对渗流场的全面随机模拟和分析,得到的结论通过统计检验,并根据实测工程数据对照证明是可靠的.     

西霞院反调节水库土石坝段三维渗流有限元分析

通过建立西霞院反调节水库土石坝段三维有限元模型,模拟坝体和坝基防渗系统、下游排水系统、坝基地层等。首先,对比分析三维有限元法计算得到的渗流场结果与实际监测数据,验证了计算模型的可靠性和模拟计算结果的合理性,再利用三维有限元方法对正常蓄水位、设计洪水位和校核洪水位工况下坝体、坝基的渗流总水头、压力水头、渗透坡降、溢出坡降及渗流量进行计算分析,验证了坝体和坝基防渗排水措施的合理性。     

某深埋长隧洞三维初始地应力场反演回归分析

采用三维有限元法对某深埋长隧洞区域的三维初始地应力场进行了反演回归分析,在实测点地应力值与计算得到的应力值之间建立多元回归模型,通过多元回归分析,求出最优回归系数.通过实测点的计算应力值与现场实测值的比较,两者在量值上相当且方向上接近,表明经过回归分析得到的地应力场是合理的,可为隧洞设计、稳定性分析和确定合理的施工方案提供基础性资料和科学依据.     

临近水库的隧洞二维渗流场解析解及工程应用研究

水库水头对邻近隧洞地下水渗流的影响较大,威胁到隧洞的运行安全。【目的】为保障邻近水库的隧洞工程的安全,【方法】应用镜像法,通过权重分配考虑水库水头边界及远场水头边界双重影响,推导渗流场解析解,并建立有限元模型进行对比验证。【结果】结果显示,解析解所计算的渗流场水头函数精度满足工程计算要求,可为衬砌结构的初步设计提供理论依据。【结论】基于解析解的参数分析表明：隧洞衬砌外水压力随着隧洞与水库距离增大而减小,其关系曲线呈非线性,隧洞与水库距离越大曲线越平缓,洞线选择时宜尽量选取曲线相对平缓的区间;灌浆可有效减小衬砌外水压力,但随着灌浆质量及灌浆厚度的提升,其对衬砌外水压力的影响逐渐减小;相对而言,灌浆质量对减小衬砌外水压力的作用更为突出,当衬砌外水压力过大时,宜优先选择提高灌浆质量。     

基于ANSYS的土坝三维渗流场模拟

基于渗流场与温度场的相似性,利用ANSYS中的热分析模块来分析土坝三维空间渗流问题.采用单元传导矩阵调整法计算土坝渗流浸润面并给出算例.