土石坝安全问题述评(续)

江西七一水库库容1.8亿m~3,土坝虽设计为粘土心墙坝,但竣工后上下游坝壳渗透系数分别为1.8×10~(-5)’、6.88×10~(-5)cm/s,心墙为2.42×10~(-5)cm/s,实际是均质坝,坝高50m,坝     

柴河水库土坝渗透系数反演分析

结合柴河水库土坝的测压管实际观测资料,采用改进的遗传算法对柴河水库土坝心墙及坝壳混合料的渗透系数进行了反演分析计算,得出坝壳混合料以及心墙料的渗透系数分别为4.69×10-4、2.13×10-6cm/s。采用正分析方法把遗传算法反分析出的渗透系数代入到有限元法建立的模型中进行计算,得到各特征部位渗流要素数值计算结果,通过测压管所在节点的水位与实测管水位、坝基渗流量实测值与计算值检验有限元计算结果的准确性。结果表明:水位计算值的相对误差较小,坝基渗流量计算值与实测值相比误差也较小,表明反演的坝壳混合料以及心墙料的渗透系数是准确的。     

心墙防渗土料原位渗透与室内渗透试验对比研究

土质心墙堆石坝是目前水电站设计的主要坝型之一,其坝高已达到300 m级,该坝型解决的首要问题是心墙防渗土料的抗渗性能。为得到贴近实际的渗透系数,对几个水利水电工程心墙防渗土料的原位渗透和室内渗透试验成果进行对比分析。研究发现原位渗透试验所得渗透系数基本上都大于1×10-5cm/s,超出规范要求,而室内渗透试验成果基本上都小于1×10-5cm/s。从边界条件和外界影响等因素综合分析,室内渗透试验方法所得渗透系数更贴近实际,该结论对于类似工程设计和施工具有一定的参考意义。更多还原     

掺砾风化料作为高坝心墙防渗体的试验研究

结合糯扎渡水电站260 m级高坝心墙防渗料采用风化料及掺砾风化料的现场碾压试验,进行了现场渗透及现场大型直剪试验研究,风化料及掺砾风化料的室内外试验垂直渗透系数和水平渗透系数均小于i×10-5cm/s,两种料的渗透性均满足工程要求。风化料经掺砾后,其抗剪强度得到良好改善,有利于降低高坝建成蓄水后心墙的变形量,使之与堆石的变形协调。     

反滤层对高心墙堆石坝拱效应影响研究

心墙与坝壳间不均匀沉降可导致心墙内产生拱效应,反滤层变形模量高于相邻的心墙料及过渡料致使拱效应强烈,分析心墙拱效应并通过合理措施降低其影响极为重要。以某心墙堆石坝为例,采用有限元法计算了反滤料变形模量及反滤层新结构对坝体应力应变及心墙拱效应的影响。计算结果表明:采用低变形模量反滤料或在反滤层内分级填筑高塑性黏土,均可增加反滤层沉降,有效减小沉降差,削减拱效应。心墙的沉降差、应力变化率、拱效应强弱呈现较高的一致性,皆在1/2坝高附近最大。拱效应系数最小值随反滤料变形模量降低而增大。内部填筑黏土可使反滤料最大沉降增加0.47 m,使心墙拱效应系数最小值提升至0.683,相当于反滤料变形模量降低25%时的模拟结果。因施工时难以获取低变形模量反滤材料,故提出的反滤层改善结构具有较高的工程应用价值。     

砂卵砾石地基上的土石坝分区材料研究

云南青山嘴水库主坝为坐落在砂卵砾石地基上的砾石(黏)土心墙石渣坝。针对其筑坝材料的料源组成复杂、地基存在不均匀沉陷及地震液化问题等特点,对坝基砂卵砾石层进行强夯处理,防渗心墙采用砾石土料和黏土料两种防渗土料填筑,坝体采用以砂泥岩为主的夹砂砾岩、砾岩石渣料填筑;防渗心墙反滤层按保护两种心墙料要求设计,心墙下游坝基面按满足与坝体间的过渡关系设置水平反滤层,有效地解决了坝体和坝基的渗透破坏问题,使心墙防渗土料和坝基砂卵砾石层均得到保护,保证了大坝的渗透稳定性。工程于2009年投入运行,实测不同库水位情况下的主坝渗漏量变化和坝体累计沉降量均低于设计值,施工质量良好,运行情况稳定。     

黏土斜心墙土石坝稳定性影响因素分析

以具体工程实例为研究对象,研究了黏土斜心墙防渗体在坝体中位置、上游坡度、渗透系数变化对斜心墙土石坝渗流和坝坡稳定的影响,以及坝高和黏土斜心墙高对坝体渗流及稳定性的影响,结果表明:斜心墙在坝壳内的位置、上游坡度和坝高对坝体渗透稳定的影响甚微,但斜心墙渗透系数对坝体渗透稳定的影响较大,是影响坝体渗透稳定的关键因素;坝高对上游坝坡稳定的影响幅度相对较大,是影响上游坝坡稳定的关键因素,斜心墙在坝壳内的位置、上游坡度、渗透系数对上游坝坡稳定的影响甚微;斜心墙在坝壳内的位置、上游坡度、渗透系数和坝高4组参数的变化对下游坝坡稳定安全系数虽然有影响,但影响甚微。     

水库水位降落时心墙型土石坝上游坝体内自由水面位置的计算分析

心墙型土石坝一般以不透水料(粘土)筑成心墙,用透水料(如砂砾、石碴等)在心墙的上下游两侧筑成坝壳。当水位降落时,坝体中的水向水库反渗,产生促使坝坡滑动的渗透压力。因此设计中,需核算水库水位降落时上游坝坡的稳定性。在这种不稳定渗流情况下,最简单的方法是假定水位降落期间坝壳中自由     

河南山口水库分区土石坝设计

河南三门峡市山口水库复建工程料场和溢洪道开挖的土料渗透系数较大,无法满足心墙坝或者斜墙坝防渗要求。针对上述难点,设计选用了分区土石坝。该方案通过对大坝进行合理分区,将坝体分为土质防渗体区和堆石区,中间设过渡层、反滤层,并具体提出土质防渗体区土料渗透系数不得高于5×10-5 cm/s,使大坝设计满足了规范的相关要求。该分区坝可以充分利用溢洪道开挖料,不仅可以减少工程弃渣量,还可以大幅降低工程投资。     

浇筑式沥青混凝土心墙坝应力变形有限元分析

基于邓肯-张模型,运用数值仿真分析技术,对新疆某浇筑式沥青混凝土心墙坝进行有限元计算,得到竣工期和满蓄期大坝的应力变形特性。分析结果表明:顺河向水平最大位移及堆石体和心墙接触面最大竖向相对位移均发生在上游坝面约1/3坝高处;竣工期顺河向水平位移基本关于坝轴线对称;满蓄期,水压力作用下,顺河向位移向上游减小,而向下游增大,最大位移为9.1 cm。最大沉降发生在满蓄期,位于坝体中轴线偏下游约1/2坝高处,最大位移为16.7 cm。大主应力和小主应力沿坝高方向呈现从坝顶到坝底逐步增加的趋势,其最大值均发生在坝轴线处心墙与基座接触部位。研究所获得的计算分析结果,为同类工程的设计和计算分析提供参考。     

泸定水电站黏土心墙堆石坝施工技术与质量控制

结合泸定水电站黏土心墙堆石坝的施工情况,从分区填筑参数及施工顺序的确定,心墙料、反滤料、过渡料、堆石料填筑等方面,总结了黏土心墙堆石坝快速施工经验和质量控制重点,可为黏土心墙堆石坝的快速施工和过程质量控制提供借鉴.     

两河口水电站心墙防渗料掺砾试验

为改善作为心墙防渗料的含砾低液限黏土的强度和变形性质,对两河口水电站300 m级心墙堆石坝防渗料进行掺砾研究,分别进行了击实试验和力学性质试验。试验结果表明:随着掺砾比增大,心墙防渗料的最大干密度逐渐增大,最优含水率逐渐减小;掺砾比为40%的心墙防渗料的变形和强度性质较好,临界水力梯度最高;掺砾比为30%和40%的心墙防渗料的渗透系数更接近规范要求。推荐两河口水电站心墙堆石坝心墙防渗料的掺砾比为40%。     

张峰水库大坝初蓄期监测资料分析

山西省张峰水库黏土料心墙堆石坝在初期蓄水后,上游坝壳及心墙受到上游库水和湿化作用产生了变形,同时,坝体的浸润面也将逐渐形成,对大坝初蓄期进行渗流和变形观测是保证大坝安全和验证坝体设计的关键.通过对坝高72.2m的张峰水库黏土斜心墙堆石坝初蓄期坝体变形和渗压等观测资料的综合分析,探讨了大坝初蓄期监测资料分析总结的方法,证明大坝目前工作性态总体正常,可以进一步蓄水,分析结果对类似工程有一定的借鉴意义.     

对土石坝渗流安全监测仪器的几点认识

基于对目前国内外广泛用于土石坝渗流安全监测的两种仪器的分析 ,认为测压管由于迟后时间的影响 ,不宜用在监测土石坝浸润线和坝体内部渗透水压力的粘性土体中 ,但可用在渗透系数大于 1 0 -3 cm/s的无粘性土体内 ;渗压计是一种理想的渗流监测仪器 ,但应用时必须在专业人员指导下进行。     

反滤层粒度组成及厚度对大坝渗流特性的影响

反滤层的粒度组成和反滤层厚度及其结构对大坝渗流特性具有显著的影响。针对某黏土心墙砂砾石坝,设计了黏土心墙两侧反滤层材料的颗粒级配范围线（上、下包线）,配制了材料颗粒级配,并对其进行了4组渗透变形试验,获得了试验材料的临界坡降、渗透系数和渗透破坏形式。根据渗透试验结果和双层反滤结构,采用有限元数值方法对两层反滤料厚度的11种组合（厚度变化范围为0.5~2.5 m）的大坝渗流特性进行了模拟分析。结果表明:（1）反滤层的第一层粒度较细,包线内土料粒度由细变粗时,对渗透系数的影响较小,对临界坡降和破坏坡降的影响较大,且破坏类型由流土变为管涌形式;第二层反滤砂砾石颗粒较粗,且粒径5 mm以下细颗粒含量很少,渗透特性取决于粗粒材料的含量,为过渡型破坏类型。（2）当双层反滤层总厚度不变（厚度3 m）时,改变反滤层的厚度组合和粒度组合,对大坝单宽渗流量和心墙出逸点高程的影响较小。第一层反滤料厚度从0.5 m增加到2.5 m,心墙和反滤料的出逸比降均呈非线性增长,第一层反滤料出逸比降增幅为92.7%,第二层反滤料的出逸比降增幅为70.0%。第一层反滤料粒度变化比第二层反滤料粒度变化对心墙和反滤料出逸比降的影响小。（3）反滤层厚度保持3 m时,建议第一层反滤料厚度取1.0~1.5 m,相应地第二层反滤料厚度取2.0~1.5 m;粒度组成选取两层反滤料都靠近下包线位置,即粒度较粗为最优。     

水布垭水利枢纽页岩风化料击实和渗透特性试验研究

设计中中的清江水布娅水利枢纽大坝为２２７ｍ高的心墙堆石坝，其心墙防渗料的主要料源为页岩风化料。由于风化料、砾质土较之纯粘土具有更高的强度、变形模量和抗渗透破坏的能力以良好的施工性能，将其用作高土石坝防渗心墙材料已是世界上的坝工的潮流。结合水布娅水利枢纽的坝址比选，对页岩风化料工程性质进行了试验研究，研究成果表明，页岩风化料的级配具有宽组配，不连续、不稳定的特性，页岩风化料的击实性能良好，以全风化和     

日冕水电站心墙堆石坝坝体渗流场初步分析

日冕水电站心墙堆石坝最大坝高达346 m,坝体的渗流,尤其是心墙的渗流,对大坝的安全至关重要。采用有限元计算方法,对多种条件下的大坝渗流场进行了计算。通过计算成果的对比分析,认为在反滤层Ⅰ与心墙渗透性相差10倍以上、心墙坡比为1∶0.25时,大坝分区和渗流场分布比较合理;在反滤层Ⅰ与心墙渗透性相差较小、心墙坡比更陡的条件下,心墙的安全性将更加依赖于反滤层的保护。针对水电站水位以8 m/d的速度连续下降5d的较不利条件分析非稳定渗流场,结果表明：上游坝壳内的自由面几乎同步下降,对上游坝壳渗透稳定和坝坡稳定影响不大。研究成果为水电站预可研阶段设计提供了参考依据。