岸坡水平排水孔现场试验及地下水监测成果分析

为研究岸坡水平排水孔技术的排水效果,在长江中游航道江陵高滩守护工程中布置水平排水孔现场试验段。在布置盲沟等传统排水措施基础上,增设不同深度的采用可拆换式过滤体的水平排水孔,与仅采用传统排水措施的工程比较排水效果,检验水平排水技术的有效性与可操作性。监测成果表明,岸坡内水位与长江水位变化关系密切:在江水位上涨阶段,江水流向岸坡,与岸坡地下水形成补给关系;然而在江水位下降阶段,岸坡地下水流向长江,形成排泄关系。增加水平排水孔后,岸坡排水效果要优于仅采用常规盲沟试验段的排水效果,孔深为15 m方案的排水效果要优于孔深为8 m的排水效果。研究表明岸坡水平排水孔起到了较好的排水减压作用。     

地下厂房洞室群渗流场数值分析

采用三维渗流场有限元方法,模拟地下厂房渗流场。建立渗流场有限元分析模型,并且精确模拟排水孔的位置。通过三种工况的计算,详细地分析地下厂房渗流特性以及排水幕及帷幕的渗流控制效果。结果表明:地下厂房洞室群的天然水位相对较高,渗流控制措施可以很好的控制地下厂房洞室群的渗流场分布,排水孔的减压排水效果明显,防渗帷幕可以有效地降低水力坡降以及扬压力的分布,有利于围岩稳定。     

地下厂房洞室群渗流场及渗控措施效果数值分析

采用三维渗流场有限元方法,模拟地下厂房洞室群稳定渗流场。建立三维渗流场有限元分析模型,精确模拟排水孔的位置。通过多工况的计算,详细分析地下厂房洞室群渗流特性以及其中帷幕及排水幕的渗流控制效果,同时探讨坝基及消力戽排水孔间距对渗流场的影响。计算结果表明：地下厂房洞室群天然水位较高,渗流控制措施对厂房洞室群渗流场可起到很好的控制作用,排水孔的排水减压作用明显,防渗帷幕能够有效降低扬压力以及水力坡降的分布,有利于围岩稳定。另外,坝基及消力戽排水孔间距对渗流场影响并不明显。     

蓄水条件下库区边坡稳定性数值模拟研究

库区岸坡的稳定性是水利工程的安全和稳定的重要影响因素,水库蓄水引起的地下水渗流场变化是导致库岸边坡失稳破坏的重要因素.文章以辽宁岫岩前营子调节水库上游边坡为例,利用数值模拟的方法对蓄水条件下的岸坡稳定性进行数值模拟研究.结论显示,水库蓄水并不会对研究岸坡的整体稳定造成显著影响,暂不需要采取工程干预措施.     

三峡永久船闸山体地下排水系统设计与效果分析

三峡永久船闸高边坡排水系统是永久船闸高边坡稳定设计的主要工程措施之一，排水系统由地表排水系统和地下排水系统两部分组成，地表排水系统包括设置周边截排水沟、坡顶有坡面喷混凝土防护、坡面设排水孔、排水沟等措施；地下排水系统包括设置山体地下排水洞及排水孔形成排水幕等，目前已基本形成。根据现场渗流、渗压及地下水监测成果，并结合各阶段高边坡渗流场分析的有关成果，分析和评价了山体地下排水系统的排水降压效果及其设计的合理性。     

驳岸岸坡渗流及其稳定性有限元分析

为了研究河床清淤深度、驳岸渗透系数、河水位高低对驳岸岸坡渗流及稳定性的影响,采用有限元软件Plaxis进行了驳岸岸坡渗流场的模拟和稳定性计算,得出了渗流场及稳定性的变化规律。结果表明:清淤使驳岸岸坡整体稳定性降低;当驳岸坡脚河床最高点高于河水位时,地下水位线紧贴坡脚河床表面,驳岸岸坡稳定性几乎不受地下水渗流和河水位高低的影响;当河水位高于河床时,水对稳定性的提高是有利的,河水位越高,驳岸岸坡越稳定;当驳岸渗透系数小于粉质粘土的渗透系数时,驳岸内渗透力增大,对稳定性不利,需要提高驳岸的排水性。更多还原     

基于渗流应力耦合的导流洞封堵期 结构安全分析

通过建立复杂三维渗流场模型,对导流洞整体三维渗流场特性进行分析;同时基于渗流—应力耦合模型,应用空气单元模拟导流洞渗流场分析中的排水孔效应,采用三维弹塑性非线性有限元法对导流隧洞开挖、支护、下闸蓄水及封堵期的围岩稳定及结构安全性进行了全面仿真计算分析。结果表明,采用空气单元可以有效模拟排水孔的排水效果;在顶拱围岩设置排水孔可有效降低洞周围岩的外水压力水头,改善支护结构的受力状况。     

黄河某水电站溢洪道边坡渗流场模拟分析

某水库蓄水后,水位抬升约76 m。针对水库溢洪道边坡渗流场的三维特征,运用MODFLOW对水电站蓄水前、蓄水后以及库水位骤降后的地下水渗流场特征变化进行三维模型模拟研究。结果表明:蓄水前,地下水对岸坡稳定性影响较小;蓄水后库区水位抬升产生很大的静水压力,模拟区水位整体抬升,坡体前缘部分浸入水库,诸多因素增大了坡体自身的不稳定性;泄洪后水位骤降,地下水渗流方向突然改变,可能对进口部位的边坡变形产生一定程度的影响。     

溪古水电站左岸三维渗流场有限元分析

溢洪洞和排沙洞是溪古水电站重要组成部分,它们往往承受较大的外水压力,而排水孔是降低外水压力最好的渗控措施.为详细了解溪谷水电站左岸山体的渗流场分布以及溢洪洞和排水洞密集排水孔的排水效果,采用有自由面渗流求解的改进截止负压法和排水子结构法等渗流场求解技术,对溪谷水电站左岸溢洪洞和排沙洞三维渗流场进行了有限元数值模拟计算,重点研究了设置排水孔前后左岸岩体渗流场变化和不同排水孔间排距对岩体渗流场影响,给出了左岸溢洪洞和排沙洞优化排水设计方案.     

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。     

南水北调中线挖方渠段渗控措施优化研究

南水北调中线工程中渗流调控是保障渠坡及衬砌板稳定的关键。为全面分析高地下水地区挖方渠段渗流调控措施合理性及优化的效果,针对典型渠段建立渗流模型,通过三维有限元数值模拟,研究渠道渗流场分布规律,比较不同措施的调控效果。结果表明:排水垫层结合逆止阀、排水板结合逆止阀、排水板结合衬砌板透水缝等3种排水措施都能有效降低渠底衬砌板下扬压力。最后比较了上述3种措施的差别,讨论了应用条件,提出了相应的建议,对类似工程有借鉴意义。     

深埋地下管道及地下洞室群三维渗流场的 有限元精细模拟

利用自主研发的三维渗流分析软件GWSS计算了敦化抽水蓄能水电站工程区的渗流场分布特征及地下厂房系统、引水管道排水系统的排水效果。计算结果表明：（1）在现有设计方案下,地下厂房和压力管道中水平段的排水系统和排水洞作用明显,防渗排水设计满足设计要求;（2）下水平段的压力管道承受外水压力较大,建议对引水系统的下水平段的排水洞增设排水孔。     

南水北调中线工程浅层滑坡综合防治研究

为研究南水北调中线工程膨胀土渠坡浅层滑坡的问题,以淅川深挖方膨胀土渠道一级马道以上渠坡为研究对象,分别开展了现场边坡破坏调查、室内试验、数值模拟,对膨胀土渠坡的破坏特征和机理进行了分析。在此基础上,研究提出并实施了边坡土工格栅加筋结合内部排水的综合支护方案,并通过渗流分析、边坡稳定性分析以及模型试验分析了该结构的有效性。研究结果表明,地下水是造成膨胀土渠坡内部土体孔隙水压力增大、有效应力降低以及边坡浅层滑坡的主要原因之一,从而综合支护结构基底和背部排水垫层能有效疏排地下水,降低坡体孔隙水压力。     

八里湾泵站地基三维渗流场分析及渗控措施研究

利用Visual Modflow软件对八里湾泵站复杂地基承压含水层渗流场进行了求解,得出了泵站地基三维渗流场分布规律和特性。重点研究了该泵站设计防渗体系中密集排水孔、水平排水软管、地下连续墙等多种渗控措施的综合防渗效果,给出了合理的渗控设计方案。     

向家坝水电站左岸近坝边坡抬升变形数值模拟

为深入认识向家坝水电站左岸近坝边坡的抬升变形现象,利用流固耦合数值试验研究了岩体的扩容变形机理,在此基础上采用流固耦合数值分析方法对向家坝水电站左岸近坝边坡的抬升变形过程进行了数值模拟,得到了近坝边坡抬升变形的空间分布,并对泄压孔泄压对抬升变形的控制效果进行了评价。结果表明:岩体扩容体积应变随岩体渗透系数增大而增大,随变形模量增大而减小,岩体初始应力对抬升变形的影响微弱;渗流场改变是引起近坝边坡抬升变形的直接诱因,边坡抬升变形是岩土体内渗流场和应力场相互作用的结果,采用流固耦合理论揭示近坝边坡的抬升变形机制是合理的;深层泄压孔可以有效控制近坝边坡的抬升变形量。     

降雨情况下排土场边坡稳定性数值模拟研究

排土场边坡不同于一般边坡,排土体为松散介质,降雨入渗对排土场边坡稳定性影响较大。为了定量研究降雨对排土场边坡的稳定性影响,以及防水和排水措施对边坡稳定性的影响,首先建立降雨情况下排土场渗流数值模型,分析排土场内部渗流场;然后对排土场边坡进行水土耦合分析,通过水土耦合分析发现降雨情况下边坡稳定性安全系数大大降低。为了服务于工程和科学研究,进一步对防渗和排水情况下排土场边坡稳定性进行定量研究。研究发现:在排土场台阶底部设置排水管道或者在排土场顶部设置防水层可以大大提高降雨情况下边坡稳定性。研究结果可为正确评价和治理该类边坡的稳定性提供科学依据。     

膨胀土渠道边坡监测数据分析与治理效果评价

以某膨胀土渠道边坡治理工程为研究背景,探讨了膨胀土边坡土体侧向应力、地下水位的变化规律,分析了边坡治理效果。监测结果表明：地下水位变化幅度与测点位置和降雨强度有关,降雨强度较小时,边坡下部的地下水位变化幅度较大;降雨强度较大时,边坡下部与上部地下水位变化幅度基本相同;坡体内土体侧向应力与土体重度、膨胀力、渗透力等密切相关,表层土体的侧向应力具有明显的季节性。根据监测数据和数值计算分析结果,认为水泥土换填 + 水平排渗管对膨胀土渠道边坡具有较好的治理效果。研究成果可为类似工程设计、施工与运行管理提供借鉴。