地下洞室群排水孔设计方案三维渗流场优化分析

应用SEEP3D软件对云南怒江亚碧罗水电站地下洞室群排水孔设计方案进行三维渗流场优化分析,分析三种不同设计方案下地下洞室群中进水管段、主厂房、主变室、及尾水调压室的入渗量、最大水头、水力坡降及渗流速度。通过计算分析,确定第一种方案为最佳设计方案。     

深圳抽水蓄能电站厂房洞室群优选渗控方案分析

利用求解有自由面渗流场改进的节点虚流量全域迭代法，结合精确的排水孔模拟技术，对深圳抽水蓄能电站运行期地下引水管线区及厂房洞室群围岩区三维渗流场进行了有限元仿真分析，着重研究了优选方案中高压岔管开裂时引水支管区域防渗排水系统的渗流特性．研究表明，该区域设置封闭性防渗帷幕加排水孔幕组合防渗体系，能有效控制高压引水管开裂时的高压渗水，改善该区岩体渗透比降分布，保证了下游厂房运行期的安全．     

改进排水子结构法求解地下厂房洞室群区的复杂渗流场

本文论述了用改进排水结构法精细地求解地下厂房区复杂的渗流场的方法，突出地介绍了对厂房，排水廊道及排水孔等孔洞内边界上渗流状态的数学模拟方法，最后以大朝山水电站工程为例对渗流场进行了求解。     

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。     

百色水利枢纽地下厂房整体渗流场分析及渗控方案评价

百色地下厂房洞室群渗控采用“厂外堵排为主、厂内排水为辅”为原则的独立防渗排水系统。该渗控方案坝基下灌浆帷幕与厂区灌浆帷幕之间是不连续的,留有很大的天窗,是否可行需进行分析评价。在该课题渗流场的有限单元法求解中,采用了固定网格求解有自由面渗流问题的结点虚流量法和排水孔排水子结构技术,在算法上较精确地确定和模拟所有地下洞室周壁面和计算域地表面中的可能渗流逸出面的真实大小和渗流状态,并由于采用仿真排水孔的孔径、孔距和孔深等几何参数,因此能较真实地反映出排水孔的三维渗流特性。该工程的渗控设施现已经历了两年运行考验,观测数据与计算分析成果基本一致。说明该渗流数值分析方法符合实际,设计所采用的渗控方案可行,值得在同类工程中推广应用。     

超大型地下洞室群合理布置及围岩稳定研究

设计中的溪洛渡,小湾工程地下厂房洞室群有许多关键技术问题。通过对设计理论,计算方法和数学模型等方面深入广泛的研究,除对传统的设计计算方法及其计算软件进行了全面系统的完善和改进外,在初始地应力场的分析研究,渗流控制与优化研究,围岩稳定与支护方式研究,地下洞室群合理布置研究,合理施工顺序研究,施工系统仿真与进度研究及抗震稳定性研究等方面都有所创新,在某些方面取得了突破性进展,提高了我国超大型地下洞室群的设计水平,并具有较好的应用价值,从而取得了较好的经济效益和社会效益。     

百色水电站地下厂房洞室群围岩渗流场分析

运用渗流场有限单元法求解的固定网格的结点虚流量法和排水孔排水子结构技术,并定义了溢流型排水孔、逸流型排水孔和排水孔开关器,在水力等效多孔隙介质渗流模型假定的基础上,能对工程复杂渗流场问题进行精细的求解。对广西百色水电站地下厂房洞室群围岩区的渗流场进行了多工况的三维计算,论证和分析了各洞室围岩区的渗流场特性,渗流场水头和引水隧洞衬砌外水压力分布的规律,以及防渗与排水设施渗控方案的合理性和还存在的缺点,并提出相应的改进意见。     

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。     

大朝山水电站地下厂房区渗流场分析

用固定网格求解有自由面渗流问题的结点虚流量法和改进排水子结构技术对我国云南大朝山水电站地下厂房区渗流场进行了三维整体有限单元法分析研究。用罚因子优化反演法所得的计算域中17个岩体子域的渗透张量及部分水头边界条件参数进行了反演识别，其中突出了厂房区裂隙岩体的渗透非均匀性和各向异性的特点。用Darcy渗流量计算的等效结点流量法计算施工期及运行期的渗流量大小。结合工程的现拟渗控设计方案经多种工况的求解，较详细地综合分析了本电站地下厂房区的渗流场特性及方案的渗控情况与特点。     

堆龙河下游梯级水闸库区渗流场分析及渗控研究

针对堆龙河两岸综合治理工程蓄水后的库区渗流问题,建立了三维有限元模型,对闸基及堤岸在采用不同防渗方案下的库区渗流场进行模拟计算和分析,并从库区浸没影响、水量平衡及渗透稳定三个方面比较了各渗控方案的防渗效果。结果表明：各渗控方案对于库区地下水位影响程度有限;设置堤岸垂直防渗墙能有效减小库区渗漏量,闸基防渗措施对总渗漏量影响较小;各渗控方案对减小覆盖层渗透比降均有显著效果,研究认为各渗控方案均能满足蓄水和渗透稳定要求。     

基于连续介质理论的地下水封石油洞库渗流场及水封适宜性研究

以山东某地下水封石油洞库工程为背景,基于连续介质理论,综合分析了在洞室开挖涌水和水 幕系统补水的双重作用下渗流场的变化,进而用来评价该拟建库址区兴建地下水封洞库的水封适宜性。 通过研究发现,在当前拟建库址区,采用规范中最不利于水封密闭性的水幕系统布置方案,洞室开挖工 期一年后,地下渗流场未发生剧烈变化,与黄岛已建工程实测数据水文地质类比结果相差不大,该分析 方法切实可行,同时,分析结果均满足保证水封效果的评价指标,该拟建库址区地质体适宜建立地下水 封石油洞库。     

文登抽水蓄能电站地下洞室群复杂渗流场的数值模拟分析

文登抽水蓄能电站由引水系统、地下厂房系统和尾水系统以及上下库组成。复杂地下厂房洞室群、上下库大坝防渗系统以及压力管道上方的平洞和密集排水孔幕构成了文登抽水蓄能电站复杂的防渗排水系统。采用GWSS（Ground water Simulation System）软件对文登抽水蓄能电站工程区复杂的渗流场进行了数值模拟分析,重点研究了抽水蓄能电站正常运行后工程区复杂渗流场特性、引水系统管道的外水压力和上水库防渗效果。研究结果表明：在高压隧洞下水平段上部设置排水洞和排水孔幕的排渗方案,对引水管道和岔管具有显著排水降压作用,使该区域的渗控效果满足要求。     

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。     

深基坑三维应力场和渗流场耦合分析与模拟

为研究深基坑开挖施工过程中渗流场和应力场耦合情况,建立基于非饱和土的渗流-应力全耦合模型,采用非饱和土渗流-应力全耦合模型进行深基坑三维应力场和渗流场的耦合分析,预测在基坑不同的施工阶段中基坑挡土结构的侧向变形和基坑周围地面的沉降的变化,并将理论分析结果与实际监测数据进行对比分析。分析成果表明在需要降水施工的基坑分析中,采用渗流-应力耦合模型来进行基坑的分析与计算更合理,更有效。     

锦州某地下水封洞库工程渗流场数值分析

以锦州某地下水封洞库工程为例,对研究区的水文地质条件、洞库结构和人工水幕系统进行了概化,建立了地下水封洞库在无水幕、有水平水幕、有水平水幕和垂直水幕3种条件下的三维地下水渗流数值模拟模型,模拟了地下洞库周围的地下水渗流场;利用建立的地下水渗流数值模型预测了3种条件下洞库周围地下水等水位线扩展情况及洞库上方地下水位变化情况等,并对结果进行了对比分析。由分析结果可知,有水平水幕和垂直水幕条件下的地下水等水位线扩展范围和速度比其他2种条件小,因此人工水幕系统在保证地下水封洞库工程有效性和储油安全性以及保护洞库周围地下水环境等方面起到了重要作用。     

小湾高拱坝坝区渗流场对应力场的影响

结合小湾水电站高拱坝工程，分析坝区岩体多重理解隙网络渗流的特点及渗流对应力的影响机理，采用多重裂隙网络模型和有限元数值方法对小湾高拱坝建坝蓄水后坝区渗流场和渗流场影响下的应力场进行分析计算。可以看出，建坝蓄水使坝区渗流场发生较大变化，且使大坝附近的坝基岩体竖向有效应力有增大，也使坝肩岩体的拉应力增大。     

变质岩区深埋长大隧道初始地应力场反演研究

初始地应力场是岩土工程设计和施工所要考虑的首要因素。依托十房(十堰至房县)高速通省隧道地应力量测资料,调整不同组合的侧压系数,获得了隧址区岩体多组地应力。利用残差函数,分别计算了各向同性与各向异性本构关系下每一组侧压系数的残差,并进行了对比分析,确定了不同本构关系的最优侧压系数。利用获得的侧压系数,反演计算测试点的地应力,通过与实测结果的对比分析确定了与隧址区岩体适宜的本构关系,最终得到了隧道的初始地应力场分布规律。研究表明,初始地应力场与隧道的埋深和地形地貌有关,且通省隧道更适于在各向异性本构关系下进行地应力场反演,误差幅值约为10%。     

高拱坝深基坑渗流控制措施及分析

在建溪洛渡高拱坝施工过程中,通过对河床深基坑出现涌水的成因分析,采取了减渗帷幕封闭渗水、截排地表水、降水等施工措施,达到控制河床深基坑涌水的目的.通过其效果分析,提出减渗帷幕的厚度和减渗帷幕深入相对隔水层最小深度,应当满足渗流稳定的要求;对强透水性基岩,要确定好幕体的防渗标准,即幕体的渗透系数与岩体渗透系数的比值,其值不大于0.1 ,渗透流量就明显减少;对先期导水通道灌浆封堵并进行坝基固结灌浆,不仅是坝体地基加固的需要,同时也是施工期加强基坑底部抵抗承压水能力的需要.     

考虑松动圈的地下洞室群施工期岩体参数反演

结合大岗山水电站地下厂房洞室群施工期分层开挖特点,提出考虑松动圈参数弱化效应的反演基本模型。引入GA-BP算法,基于正交试验设计与FLAC^3D差分程序获得神经网络学习样本及测试样本,建立起围岩力学参数与位移之间的高度非线性映射关系。根据现场实测位移和网络映射位移,建立目标函数,采用遗传算法在岩体参数经验取值范围内,搜索使目标函数取得最优解的参数组合,以获取反演的最优岩体参数。最后利用获取的岩体参数进行正演分析并进行位移的后验差法检验,结论表明了该方法的适用性,其可用于反馈并指导地下工程设计与施工。