深厚覆盖层地基高土石围堰应力变形敏感性分析

采用二维非线性有限元方法分析深厚覆盖层地基高土石围堰在典型工况下的应力变形特性。针对不同的覆盖层及防渗墙物理力学参数,进行了围堰应力变形的敏感性分析。结果表明:在围堰蓄水期,防渗墙底部出现了较大的拉应力;防渗墙弹性模量变化对堰体的水平位移及垂直位移影响不大,但对堰体的大、小主应力的影响较为明显;防渗墙与两侧土体之间的内摩擦角对堰体的水平位移及垂直位移影响不大,但对堰体的大、小主应力会产生一定的影响。     

深厚覆盖层上高土石围堰地基混凝土防渗墙应力变形的敏感性分析

结合拟建基在深厚覆盖层上的某一高土石围堰,运用非线性有限元法,进行了地基混凝土防渗墙应力关于其厚度和E-B模型主要参数(k、R_f、K_b、K_(ur))等指标的敏感性分析。分析结果表明:在各种指标条件下,堰体、地基及防渗墙的应力变形分布规律基本相似;但随着防渗墙厚度增大,防渗墙主拉应力明显减小,而主压应力变化相对较小;防渗墙E-B模型主要参数对防渗墙应力影响明显,与采用基本参数情况相比较,采用较大的模型参数将使得防渗墙主拉应力有所增大,采用较小的模型参数将使得防渗墙主拉应力有所减小。在工程设计中,应选择合适的防渗墙厚度、防渗墙混凝土材料配合比设计等,使防渗墙E-B模型主要参数(k、R_f、K_b、K_(ur))相对较小。     

深覆盖层地基防渗措施对渗流场影响数值分析

 深厚覆盖层广泛分布于我国大江大河中,开展其研究对加快我国水利水电工程建设具有重大意义。在深厚覆盖层地基上建坝首要解决的是大坝的基础防渗问题。对工程算例进行了二维渗流场数值分析,结果表明：在深厚覆盖层地基上延长水平黏土铺盖至4倍上游水头可以减少渗漏量;大于4倍上游水头时,继续增加铺盖长度对渗流量无影响;只有当混凝土防渗墙深度大于3/4倍地基覆盖层厚度时才能取得较好的防渗效果;当防渗墙完全封闭覆盖层时能够可靠、有效地截断水流。     

基于深厚覆盖层变化的土石围堰堰基渗透特性

覆盖层渗流稳定性的控制是深厚覆盖层上修建高土石围堰的关键技术之一。分析了覆盖层的变化原因,从渗流压力的角度,运用有限元数值分析的方法,采用ABAQUS软件计算分析围堰水下抛填以及河道冲刷使覆盖层发生的变化对其渗流特性的影响。工程实例分析表明,对于具有复杂条件深厚覆盖层的河道,在围堰的施工组织过程中,堰基的覆盖层厚度以及材料特性参数等都会发生变化,覆盖层的渗流特性随着其厚度以及材料特性的变化而改变,渗流压力特征值呈递增趋势,与实际情况相符。     

深厚覆盖层土石围堰防渗墙结构设计研究

防渗墙良好的工作性态是深厚覆盖层土石围堰正常运行的重要保障,为弄清不同材料、不同设置位置、不同结构型式防渗墙在深厚覆盖层条件下的工作性态,给在该种环境下防渗墙的结构设计提供参考,以某实际工程为研究背景,采用有限单元法,借助ABAQUS大型商用有限元计算软件,对该工程防渗墙的各种方案进行结构计算,得出了不同方案条件下防渗墙的应力、位移变形等规律。根据计算得出的规律从定性与定量2个方面对该工程防渗墙的设计方案进行了优化选择,研究表明采用塑性混凝土防渗墙优于刚性混凝土防渗墙,前者与围堰的变形更协调,更有利于围堰的安全;防渗墙的设置位置对围堰自身的应力、位移变形影响较大,防渗墙设置离上游堰脚1/3堰底宽度的地方优于将防渗墙设置在堰轴线的地方;当一道防渗墙不能满足设计要求,可以考虑采用双防渗墙的结构型式,这种结构型式能大幅度提高围堰的安全裕度。     

深厚复杂覆盖层上高土石围堰三维渗透稳定性分析

以某大坝深厚复杂覆盖层上的高土石围堰为例,运用三维渗流有限元理论及3D-seep计算软件,研究了围堰防渗墙的设计深度,研究发现单纯依靠增加防渗墙的深度并不能解决基坑渗流问题,也不经济,因此建议同时对左右岸岩体进行帷幕灌浆防渗处理。其次以帷幕防渗处理后左右岸岩体的绕渗流速与防渗墙底部的绕渗流速相等的原则,研究确定了帷幕灌浆的宽度。之后又对左右岸岩体和防渗墙的渗透系数进行了敏感性分析,得出左右岸岩体和防渗墙的渗透系数是敏感性参数,若能减小其渗透性,基坑渗流量将会明显减小。最后给出了推荐的围堰防渗方案,并对推荐方案的合理性进行了分析研究。     

水电站深厚覆盖层土石围堰堰坡的稳定分析

围堰作为水利水电工程建设中重要的临时挡水建筑,保证围堰堰坡的稳定性,对主体工程安全和现场施工安全有积极影响。文章以某水电站的上游围堰作为研究对象,结合围堰施工流程,分别从围堰填筑、基坑抽水、基坑开挖等环节,对围堰渗流特性展开了分析。最后参考SEEP/W渗流计算结果,对不同施工阶段围堰堰坡的稳定性展开计算分析。结果表明,围堰施工阶段尤其是戗堤合拢时稳定性最差;基坑抽水速度越小,围堰稳定性越好;当抽水速度为0.50 m/d时,围堰堰坡的抗滑稳定安全系数为2.24,此时围堰堰坡最稳定。另外,对深厚覆盖层进行防渗处理,对提高围堰堰坡的抗滑稳定性有显著效果。     

三峡工期围堰饱和—非饱和渗流分析

根据三峡二期工程上游深水高土石围堰的水文地质特性和堰体防渗墙可能出现缺陷的有关假定，建立了饱和－非饱和条件渗流计算模型。编制了可供工程实用的多功能三维有限元渗流计算程序，在国内外首次对防渗心墙上部有缺陷时的渗流状态进行了研究，综合分析了非饱和渗流参数，防渗墙缺陷的位置，宽度等因素对渗流的影响，从而对防渗墙局部缺陷下围堰的渗透特性作出评价。     

深厚覆盖层上高土石坝防渗墙裂缝渗流分析模型及应用研究北大核心

深厚覆盖层上修建混凝土防渗墙在其施工和运行期由于多种原因而容易发生裂缝,可能影响覆盖层地基的渗透稳定性,对工程安全造成难以估量的影响。为有效地求解深厚覆盖层上高土石坝防渗墙裂缝渗流问题,在改进节点虚流量法的基础上引入无厚度的缝单元来模拟防渗墙裂缝渗流行为。以瀑布沟深厚覆盖层工程渗控为例,计算了混凝土防渗墙裂缝未充填和充填下的三维渗流场,得到不同裂缝条件下渗流场的水头分布、浸润线以及渗漏量,系统分析了深厚覆盖层地基中混凝土防渗墙垂直裂缝条件下的稳定渗流场规律和特点。结果表明,该方法能对渗流逸出点和浸润线能准确定位,并能很好地模拟混凝土防渗墙裂缝对坝区渗流场的影响,可以为该类问题的分析提供参考。     

深厚覆盖层土石坝渗流控制及三维数值分析

深厚覆盖层地基和两岸坝肩绕坝渗漏的存在,将影响水库的安全运行及水库工程效益的发挥,有必要采取相应的防渗措施,降低坝基及两岸坝肩的渗透流量。以某水库为例,建立了能够准确反映该水库的主要地质构造、坝体及坝基几何形状的三维有限元分析模型,考虑正常蓄水位下防渗墙的厚度(0.6、0.8、1.0和1.2 m)、延长两岸坝肩(50、60、70和80 m)及地基(6)-2地层的深度(3、6、9、12和15m)等方案,从地下水位线等值线、渗透比降、渗透流量等方面研究坝基和两岸坝肩的渗流场特性及稳定性分析。通过增加防渗墙厚度、延长坝基及两岸坝肩的深度,坝体、坝基及两岸坝肩内的地下水位等值线均向防渗墙处靠近,防渗墙内水头损失增大;坝体、坝基各分区及防渗墙的最大渗透比降满足渗流稳定性要求;延长防渗墙深入两岸坝肩的深度能有效降低坝肩的渗透比降,同时也能有效控制坝肩渗透流量,降低墙后坝肩浸润面;单纯改变防渗墙厚度并不能有效控制坝基渗透流量,需加深防渗墙深入坝基的深度来控制坝基渗透流量。建立的某深厚覆盖层土石坝的三维渗流有限元数值模型,进行了渗流控制方案的合理优化,该研究可为我国深厚覆盖层土石坝渗漏及渗透稳定问题评价研究提供重要依据。     

汉江兴隆水利枢纽一期土石围堰二维渗流分析

汉江兴隆水利枢纽一期土石围堰坐落在50~60 m深的覆盖层上,覆盖层上层为厚15~30 m粉细砂、含泥粉细砂层,抗渗稳定性差,下层为30余m厚的砂砾石层,透水性大。围堰防渗采用塑性混凝土防渗墙上接复合土工膜心墙方案。为了解方案的防渗效果,采用二维稳定渗流模型和理正渗流分析软件,计算比较了不同防渗墙深度对应的渗透出逸比降和单宽渗流量。结果表明,悬挂式防渗墙不能有效控制渗透出逸比降和渗流量,与下部相对不透水层接触的着底式防渗墙渗流控制效果显著。     

厚层淤泥质地基高土石围堰边坡抗滑稳定敏感性分析

针对厚层淤泥质地基结构复杂,对围堰稳定不利的问题,基于Geostudio软件,采用极限平衡法对厚层淤泥质地基高土石围堰在典型工况下的边坡抗滑稳定进行了计算分析,并针对施工中过程中可能发生的覆盖层、透镜体物理力学参数变化,分析了围堰边坡抗滑稳定的敏感性。结果表明:典型工况中存在不满足围堰及基坑边坡稳定要求的情况;覆盖层2层的内摩擦角变化对围堰边坡稳定影响较为明显;透镜体参数变化对最危险滑动面穿过透镜体的情况影响较大,因此应考虑采取地基加固措施。     

深厚覆盖层上土石坝动力分析黏弹性边界处理方法

当覆盖层地基深度相对其上土石坝坝高较大时,大坝动力分析计算中常将覆盖层地基截断,只取临近坝体部分覆盖层地基连同坝体一起作为计算分析对象。用黏弹性边界条件代替固定边界条件,可以消除或有效降低由于截断边界造成外行波无法透过边界而引起的计算误差。本文采用施加等效地震惯性力的方法实现黏弹性边界条件下的地震动输入、采用等效线性化方法反映覆盖层地基边界上黏弹性边界条件的非线性特性,建立了基于黏弹性边界条件的深厚覆盖层上土石坝动力反应分析方法。研究表明:施加等效地震惯性力的方法可以简单而有效地解决黏弹性边界条件下的地震动输入问题;固定边界条件大幅提高了坝体在地震作用下的动力反应水平,使得计算的结果偏于安全。     

深厚覆盖层上土石坝地震响应分析

文章以建在强震区深厚覆盖层上的土石坝为研究背景,采用等效粘弹性模型,研究不同覆盖层厚度、不同坝高等工况下,地震对坝顶加速度和坝体位移的影响.研究表明随着覆盖层厚度的增加,加速度反应整体有减小的趋势,但是由于模型基频特性的影响,可能出现时大时小的状况;随着输入值的增大,大坝水平动位移逐渐增大.随着覆盖层厚度的增加,大坝水...     

无限深透水坝基上悬挂式防渗墙控渗试验研究

无限深透水地基上巨厚覆盖层的渗流控制是大坝建设成败的关键问题之一。悬挂式防渗墙已在许多此类工程中使用,但其控渗效果和渗流机理的分析研究仍未达成共识。为了进一步研究悬挂式防渗墙的渗流机理和控渗效果,应用无限单元和有限单元结合法来模拟无限深透水地基,分析不同渗透系数、防渗墙深度和水头差时坝基渗流量和渗透坡降的变化规律,拟合出精度较高计算式,并通过渗流槽模型试验进行了验证。分析研究发现,悬挂式防渗墙在控制无限深透水地基渗透坡降方面效果明显,能有效遏制渗透破坏;在控制渗流量方面,悬挂式防渗墙深度越大效果越明显,但需要辅助措施联合控制才能实现经济合理、技术可行的目标。分析研究结果有利于进一步认清悬挂式防渗墙的控渗规律。     

基于光滑有限单元法的土石坝无压渗流场数值模拟

获得自由面准确位置是无压渗流分析中最被关注的问题.采用光滑有限元法对土石坝无压渗流场进行数值模拟,对不同模型的自由面位置进行求解,研究了渗透异常体对自由面和渗流参数的影响.根据梯度光滑技术,建立了无压渗流问题的光滑有限元模型,该方法的优势在于将单元面积分优化为沿单元边界的线积分,简化了边界相交单元的内部积分过程,降低了...     

深厚覆盖层地基渗流控制措施效果数值分析

结合某工程实例,应用有限元分析方法,分析了地基防渗墙深度、铺盖长度及覆盖层土体渗透性等因素对坝基渗流控制效果的影响。结果表明:覆盖层渗透系数较大时,覆盖层成为大坝渗流的主要通道,防渗墙只有完全截断覆盖层才能取得较好的防渗效果;当采用悬挂式防渗墙时,防渗墙深度取其与覆盖层厚度之比为0.7左右时较为合理;单纯依靠铺盖不能有效控制覆盖层地基渗流;覆盖层渗透性是坝基渗流控制较敏感因素,其渗透系数大小及渗透各向异性均对大坝渗流场有一定影响。