金平水电站深覆盖层基础处理及渗流稳定分析

详细叙述了防渗墙+防渗帷幕完整防渗体系,并选择9个典型大坝断面,考虑4个边界水头,对各种工况条件下大坝的渗流安全性进行评估。计算结果表明,采用防渗墙+防渗帷幕方案,可有效控制大坝渗漏(单宽渗流量小于14m3/d),防止坝基渗透变形,并能有效降低下游坝坡浸润线,坝体和坝基的抗渗安全系数均满足要求。     

基于复合土工膜防渗的希尼尔水库大坝渗流分析

以希尼尔水库大坝复合土工膜防渗段为例,对主坝典型断面2+600、3+125与3+375断面进行了渗流分析,结果表明:主坝2+600断面坝基在高库水位时渗压水位较低、渗透压力较小,坝基渗流位势较小、变化正常,水平向渗透坡降小于允许值;主坝3+125断面坝基透水性较强,坝基复合土工膜与坝体PE复合土工膜组成的防渗体系防渗效果不佳,应加强渗流观测,确保大坝安全;主坝3+575断面坝基及坝体渗流位势变化基本正常,坝体砂砾石渗透坡降小于允许值,坝基透水性较强,在高库水运行期坝基渗压水位高、渗透压力较大。研究结果为指导水库的安全运行提供了重要参考。     

王庆坨水库坝基防渗墙优化研究

基于优化设计的思路,针对王庆坨水库围坝布置和平原河道冲积覆盖地层的不良地质条件,采用二维有限元法对不同防渗条件下的坝基渗流场分别进行了模拟,以防渗墙的位置、厚度、深度为控制指标,得出不同方案计算所得的渗流量、水力坡降,通过比较,定量地提出了防渗墙的优化方案。此研究方法可应用于类似平原水库渗流评价和防渗加固工程分析。     

弱透水层深度对深厚覆盖层坝基渗控的影响研究

在深厚覆盖层坝基中不同深度处常含有单层、连续、等厚弱透水层,如何将防渗墙和弱透水层优化结合形成联合防渗体以减小防渗体的深度,值得深入探讨。采用Seep/w软件分析了强、弱透水层二元结构深厚覆盖层坝基的渗流量、出逸坡降、防渗墙底部坡降,探讨了不同深度处的弱透水层对坝基渗流影响的规律。研究发现,坝基中未设置垂直防渗墙时,弱透水层所处的位置越浅,越能有效降低渗流量、抑制坝基坡降;弱透水层所处的位置较深时,对大坝掺控则不利。坝基中设置垂直防渗墙时,较深的弱透水层与防渗墙形成的封闭式联合防渗体系,相比较浅的封闭式联合防渗体系,更能有效降低渗流量、抑制坝基出逸坡降。深厚覆盖层中弱透水层的存在能有效降低坝基控渗的成本。研究成果可为强弱透水互层的坝基掺控方案确定提供参考依据。     

纯化水库防渗方案的优化研究

在黄河三角洲近代冲积平原上修建水库,一般蓄水深度仅4～5 m.围坝挡水水头虽低,但出现渗透破坏的工程实例并不少见.纯化水库设计蓄水深度8.5 m,防渗安全问题尤为突出.为解决渗透问题,提出2种防渗方案:一是只对坝基做垂直铺塑防渗,二是坝体铺设复合土工膜与坝基垂直铺塑联合防渗.经比较,后一方案的出逸点高度、出逸坡降和单宽渗流量均低于前一方案.这表明坝体和坝基联合防渗具有较好的防渗效果,故将这一方案确定为纯化水库的防渗方案.同时对垂直铺塑距上游坝脚的距离进行了研究.多年渗流安全监测成果表明,纯化水库防渗效果良好.     

吉河水库大坝坝体及坝基防渗处理措施的探讨

湖北省枣阳市吉河水库大坝坝线长,坝基工程地质条件复杂多变。由于建坝时坝基清基不彻底,坝体填筑质量不高,30余年的运行中渗漏严重,水量损失大,大坝渗透坡降0.25,渗流量2.54 m~3/d。根据坝体、坝基渗漏原因,提出了水平防渗和垂直防渗的比选方案。采用水平防渗后渗透坡降为0.17,渗流量为1.23 m~3/d;采用垂直防渗后渗透坡降和渗流量为0.01、0.09 m~3/d,说明垂直防渗的效果更好。经技术、经济综合比较,推荐采用槽孔混凝土防渗墙方案对坝体及坝基进行防渗加固处理。     

无限深透水地基上土石坝防渗墙位置对坝基渗流的影响

在无限深透水地基上修建土石坝,坝基防渗体常采用倒悬挂式防渗墙.垂直防渗墙的位置直接影响防渗墙深度和防渗效果,但以往的公式和经验不能明确其对坝基渗流量和渗透坡降的影响.为此,采用保角变换的方法,推导出无限深透水地基上土石坝坝基渗流量和下游出逸坡降公式,分析垂直防渗墙位置变化与坝基渗流的关系.以供设计人员参考.     

靠山屯水库大坝塑性混凝土防渗墙防渗性能模拟分析

为掌握靠山屯水库大坝塑形混凝土防渗墙防渗性能,对墙体渗透与位移应力情况进行模拟。研究结果表明,与大坝防渗加固前相比,水库坝体与坝基渗流量得到有效控制,水力坡降下降幅度明显,远小于坝体安全运行允许水力坡降。     

纳子峡面板砂砾石坝渗流性态三维有限元分析

根据纳子峡水电站工程坝址区地形地质条件,建立了坝址区三维渗流有限元模型,计算分析了正常蓄水、设计洪水和校核洪水3种工况下坝体及坝基的稳定渗流场,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。计算结果表明,在各种工况下坝体及坝基的渗流场符合一般规律,混凝土面板及防渗帷幕等组成的防渗系统可消减水头84%以上,其作用明显;混凝土面板及坝基防渗帷幕的渗透坡降较大,垫层、砂砾料区等的渗透坡降很小,坝体各分区的渗透坡降均小于材料的容许渗透坡降,大坝防渗排水系统的设计在技术上是合理的。     

昌梨水库大坝防渗加固效果评价

在土坝防渗加固工程中,混凝土护坡和混凝土防渗墙的应用在技术上已较为成熟,但对其实际防渗效果的评价尚缺乏计算依据。以昌梨水库为例,采用有限元法计算了防渗加固前后坝体的渗流特性,结果表明,以混凝土护坡和混凝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,且满足规范要求。     

深厚砂砾石覆盖层坝基渗控方案与瞬态坝坡稳定研究

为减少修筑在深厚砂砾石覆盖层上土石坝的渗流损失，提高大坝的安全稳定性，针对某深厚砂砾石覆盖层心墙土石坝，提出一种“库盘水平铺盖+坝基砼垂直防渗墙”空间正交组合渗流控制体系。利用Geo-studio软件耦合Seep/w和Slope/w模块进行坝基渗流方案模拟，基于饱和-非饱和渗流理论研究库水位骤降速率对坝坡瞬态抗滑稳定性的影响。通过对比渗流稳定性态约束条件和经济技术条件，提出坝基渗控最优方案。研究表明，“库盘水平铺盖+坝基垂直砼防渗墙”空间正交组合渗流控制体系在技术经济方面优势显著，可为类似坝基条件下土石坝渗流控制和安全调度运行提供一定的技术参考。     

基于Midas的不同土石坝防渗体系效果分析

采用有限元软件Midas gts nx对斜心墙+水平铺盖和心墙+混凝土防渗墙两种土石坝常用的防渗体系进行渗流计算,分析两种防渗体系下土石坝的渗流压力水头、渗径、浸润线和渗流量。结果表明,斜心墙+水平铺盖防渗体系能有效延长渗径,降低坝体内部的浸润线高度;心墙+混凝土防渗墙能有效阻断渗径,减小坝体和地基中的渗流量,防渗效果较斜心墙+水平铺盖防渗体系更显著。因此,在覆盖层不深厚时,建议优先选用心墙+混凝土防渗墙体系对土石坝进行防渗处理。     

深厚覆盖层弱透水层对防渗墙防渗效果的影响

在深厚覆盖层上建坝,坝基防渗是工程成败的关键。采用有限元软件Seep/w分析强、弱透水层二元结构深厚覆盖层上土石坝渗流问题,研究防渗墙深度及形式对大坝渗流量、坝基出逸坡降、防渗墙底部渗透坡降的影响规律,对比分析悬挂式防渗墙、半封闭式防渗墙、全封闭式防渗墙对坝基的控渗效果。计算结果表明:防渗墙穿过弱透水层,悬挂式防渗墙转为半封闭式防渗墙,坝基渗流、坝基出逸坡降显著降低(分别下降54.3%、70.0%)。因此,防渗墙和弱透水层联合防渗能显著提高垂直防渗墙的控渗效果,半封闭式防渗墙的防渗效果大大优于悬挂式防渗墙。二元结构深厚覆盖层上土石坝垂直防渗墙的最优深度为防渗墙刚穿过弱透水层(连续)时的深度;此外,研究还发现当防渗墙将要伸入弱透水层时,防渗墙底渗透坡降急剧上升,出现极大值,工程应用中应引起足够重视,防止发生局部渗透破坏。     

土工膜修复浆砌石重力坝渗漏的效果分析

针对某病险浆砌石重力坝坝体和坝基渗漏问题,提出了坝面布设土工膜联合坝基帷幕补强的渗漏修复方案,采用有限元法,对大坝开展多工况下渗流场计算,得到了大坝等水头线分布、浸润线高度、渗透坡降及渗流量,重点对土工膜和帷幕的防渗效果进行了论证分析。结果表明,大坝上游面土工膜削减水头显著,膜后坝体浸润线位置低,坝体渗流量小;坝基补强后的帷幕亦有较好的防渗效果,有效限制了坝基渗漏,帷幕渗透坡降小于允许坡降。采用土工膜联合帷幕补强修复浆砌石坝体渗漏是合理可行的。     

基于数值模拟的土石坝防渗墙渗流稳定性分析

为了研究混凝土防渗墙在不同工况下的渗流稳定性，基于数值模拟系统，分析防渗墙深度对渗流场影响以及材料渗透系数敏感性变化规律。结果表明：(1)坝基渗流量及坝后出逸点水力坡降受防渗墙的深度影响较大，随防渗墙深度的增大，坝基渗流量和总渗流量减小。当防渗墙深度小于40m时，坝基渗流量和总渗流量随防渗墙的深度增大而显著减小。(2)当防渗墙底端为不同材料的交界面时，墙底水力坡降较大，实际工程中应尽量避免墙底位于不同材料的交界处；对于封闭式防渗墙，需设计较大的嵌固段深度，以保证墙体不发生严重的局部冲刷。(3)当无量纲渗透系数小于1时，随渗透系数比的增大，不同工况下防渗墙底部水力坡降减小，但减小速率越来越平缓。研究结果显示，防渗墙深度大于40m即可满足防渗和大坝的稳定性要求。     

强透水堤基堤身的几种防渗方案比较

在堤防工程设计中,常遇到强透水堤基、堤身问题.以大凌河辽西某段强透水堤基堤身为例,通过对坡面防渗膜与粘土防渗墙、坡面防渗膜与高喷灌浆防渗墙、坡面防渗膜与混凝土防渗墙、坡面防渗膜与斜向铺塑结合等4种防渗方案进行了经济技术比较,各有利弊,但从渗流稳定及减少渗流量方面来看,4种方案均能获得满意效果。     

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。     

深冲积层上高面板堆石坝运行期渗流特性仿真研究

渗流控制是深冲积层上修建高面板堆石坝需要研究的关键技术问题,以某高面板堆石坝工程为对象,考虑坝体结构、渗控体系、深冲积层以及基岩分布等要素,建立三维有限元计算模型,然后采用改进节点虚流量法,进行正常运行期的坝区三维渗流特性仿真计算与分析。结果表明,混凝土面板、趾板、防渗墙及灌浆帷幕形成的空间封闭防渗体系能够有效控制坝区渗漏,保证坝体及坝基的渗透稳定,但尽管如此,深冲积层的坝基和地质条件复杂的两岸坝肩的渗流控制难度较大,对防渗墙和灌浆帷幕的要求较高,在大坝渗控设计和施工时予以重点关注。     

帷幕灌浆及充填灌浆对水库除险加固的影响研究

土石坝渗漏破坏是病险水库中最常见的病种之一,设计及施工中应严格控制大坝渗流量及渗透坡降。针对烟庄水库渗漏问题,坝体采用粉质黏土充填灌浆、坝基采用帷幕灌浆技术进行防渗加固处理。采用两种有限元分析软件对土石坝进行数值模拟计算,对比分析两种软件计算的大坝渗流量、防渗墙底部坡降、出逸坡降,分析灌浆加固后土石坝的渗流及稳定特性。研究结果表明,粉质黏土充填灌浆、帷幕灌浆技术结合使用能有效降低大坝渗流量、抑制防渗墙底部渗透坡降、出逸坡降;加固后的土石坝渗流特性、坝体上下游边坡稳定性在各种工况下皆符合渗透稳定要求。其研究结果可为类似土石坝除险加固工程提供理论依据及技术参考,具有一定的实际应用价值。     

基于COMSOL计算下水库土石坝体渗流特征及防渗墙最优设计研究

为研究粤西地区某水库土石坝体渗流特征以及防渗墙最优设计方案,利用COMSOL仿真计算分析了渗流特征参数变化规律。对比了有、无防渗墙条件下坝体渗流场特征,当有防渗墙时,下渗流活跃性显著降低,渗流安全性提高,其中有防渗墙条件下坝体上、下游面最大孔隙水压力降幅达60%。分析了防渗墙设计参数对坝体渗流特征参数影响规律,防渗墙深度、厚度均与坝基单宽渗流量、防渗墙后水头值、坝脚逸出点渗透坡降为负相关关系,但不同厚度下防渗墙底部渗透坡降随深度为先减后增变化,防渗墙深度8m时的墙底部渗透坡降为各厚度下最低。综合渗流安全性与工程经济性,防渗墙深度2m、厚度80cm时为最佳方案。本文研究为水利工程中防渗墙设计、土石坝体渗流分析提供一定参考。