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。     

深厚砂卵砾石透水坝基渗流控制方案研究

针对西南山区典型小河道深厚砂卵砾石地基渗流进行了系统研究和方案对比,结论如下:单位长度垂直防渗墙大于单位长度水平铺盖的渗流控制效果,4. 63 m水平铺盖长度相当于1 m防渗墙;采用联合防渗时,随着防渗墙深度增加,联合防渗中的水平铺盖长度对渗流量的影响逐渐降低;当联合防渗中水平铺盖长度超过3倍水头时,出逸坡降变化呈均匀下降; 10 m防渗墙的防渗效果等同于40 m水平铺盖+6 m防渗墙、30 m水平铺盖+8 m防渗墙、20 m水平铺盖+9 m防渗墙的联合防渗效果;山区小河道不建议采用封闭式垂直防渗,建议采用联合防渗。     

瀑布沟高心墙土石坝渗流分析

在深覆盖层地基上修建高土石坝,其防渗体系的可靠性是一项关键技术问题.防渗墙与土质防渗体连接处是抵御渗透破坏的关键部位.根据瀑布沟土石坝防渗体系的结构特点,利用有限元方法对瀑布沟土石坝进行了渗流分析.结果表明:坝体渗流与应力变形计算时,副防渗墙按40％承担水头较为合适;连接部位的渗透坡降是非均匀变化的,混凝土结构顶部的渗透坡降较大,心墙底部出口处的渗透坡降较小;坝体与两岸相接部位心墙底部渗流出口处的坡降最大.研究结论可以为类似工程提供参考和借鉴.     

防渗墙参数变化对坝坡稳定性的影响研究

防渗心墙的变形受到多种因素的影响。文中利用有限元数值模拟手段,建立研究区模型,对不同参数的防渗心墙进行渗流稳定性分析。分析结果表明,对于刚性混凝土防渗墙,防渗心墙以受压为主,防渗心墙参数的变化对坝体整体变形影响较小。防渗墙的弹性模量在15~25 GPa之间时,防渗墙不会出现过大的压应力,其应力水平较稳定;增加防渗墙的厚度,可以降低防渗墙的应力水平,结构相对更加安全;防渗墙与上游坝顶面的距离越小,其应力水平相对越低,结构相对越安全。     

防渗墙裂缝对沥青混凝土心墙坝坝基渗流的影响分析

以某深厚覆盖层沥青混凝土心墙堆石坝为例,通过建立三维有限元模型进行渗流分析,研究其防渗墙裂缝宽度及裂缝型式对坝基渗流场的影响。结果表明,防渗墙完好条件下,坝基渗流量及渗透稳定性满足规范要求;随着防渗墙裂缝宽度以及裂缝条数的增加,大坝防渗截面的总渗流量显著增大,除裂缝外其余部位渗流量均有所减小,坝址下游溢出点土体发生渗透破坏。     

基于安全监测成果的硗碛土石坝渗流稳定分析

土石坝的渗流稳定对于土石坝的安全运行起着至关重要的作用。根据实测渗流渗压监测成果,运用多种分析方法,研究了硗碛砾石土心墙土石坝的渗流渗压分布特征及发展变化规律。心墙消减水头作用显著,防渗效果良好;河谷防渗墙与两岸防渗帷幕后最高渗压水位与库水位相差90 m以上,水位折减效果明显,坝基防渗体系防渗效果较好;两岸绕坝渗流水位变幅很小,多数测孔长期处于干孔状态,绕坝渗流现象不明显;大坝最大渗流量为19.1 L/s,多年平均渗流量9.44 L/s,远低于设计值,且呈逐年减少趋势。分析成果表明:由心墙、防渗墙、帷幕组成的坝体坝基防渗体系防渗效果良好。     

大西沟沥青心墙坝防渗处理和渗流分析

大西沟水库的安全直接关系到下游乌拉泊水库和乌鲁木齐市的安全,为此对大西沟水库沥青心墙坝进行了三维稳定渗流计算分析,结果表明：①F126,F130等组断层穿过心墙坝基,对渗流场的影响较大,使通过坝基的渗流量增大,心墙底部渗透坡降也增大,这将加大渗流对心墙底部的冲刷,因此,心墙底部断层处,防渗处理非常重要。②灌浆帷幕的渗透性与所在岩基的渗透性相差不大,灌浆帷幕的防渗作用不明显,两岸用延伸帷幕灌浆长度来增加防渗效果不明显;同样心墙底宽的灌浆帷幕的防渗效果也不明显,而心墙底宽的大小却对心墙底部渗流场的影响变得明显。     

龙凤水电站闸基渗流稳定分析

针对地基渗透性强可能导致闸基渗透破坏的问题,龙凤水电站在泄洪闸段上游设置了垂直防渗墙,并深入基岩形成封闭的防渗体系。利用Ansys软件建立了三维渗流模型,分析了有垂直防渗墙和没有防渗墙情况下的闸基渗流特性,结果表明:无防渗墙情况下,闸基以下渗透坡降均匀分布,上游铺盖和下游逸出点达到最大且均远大于沙卵砾石的渗透坡降允许值,极易发生渗透破坏,且水头在底板处只折减约87.0%,导致出逸点渗透坡降值较大;有防渗墙情况下,泄洪闸下游出逸点的坡降值较小,所有水头折减发生在防渗墙部位,冲沙闸段下游出逸点的渗透坡降较小,且所有的水头折减发生在底板处,可以控制整个闸段的渗透破坏,说明实施防渗墙是必要的。     

富水水库坝基渗压水头测值变化规律分析

通过对富水水库坝基渗压水头观测资料的整理分析,结合工程地质和除险加固历史,得出了富水水库坝基渗压水头与一般水库大坝表现规律的不同,并分析了其原因。主河床段防渗墙前坝基渗压水头测值和变幅相比库水位有大幅降低,其原因是在原河床段采用黏土铺盖增加了渗径;防渗墙后坝基渗压水头测值及变幅相比墙前大幅降低,这是混凝土防渗墙和泥墙共同作用的结果;主河床段防渗墙后测点渗压水头测值比下游坝基渗压水头低,其原因是测点布置高程和位置不同;主河床部分测点坝基渗压水头低于下游水位,其原因是下游尾水渠的布置和压渗工程导致下游水面远离下游坝体,同时大坝上游铺盖、防渗墙防渗效果良好。这些异常情况是大坝特殊的加固措施和地质条件引起的,表明大坝防渗加固效果良好,运行安全。     

土坝渗透变形控制措施及其进展

土坝失事主要有渗透变形、滑坡和开裂,其中渗透变形是主要的。据统计,渗透变形所造成的土坝失事占总失事土坝的百分比,我国为29%,美国为39%,日本为44%,瑞典为40%。西班牙为40%。渗流控制包括控制渗流坡降或渗流流速,下游剩余水头和渗流流量。渗流控制既要防渗也要排渗。水平防渗措施,以往有利用坝前天然的相对不透水层作为铺盖的,现多采用人工铺盖。垂直防渗措施,以往多采用开挖截水槽回填粘土或多排帷幕灌浆。80年代以来发展了一些新的垂直防渗措施,包括劈裂灌浆,高压定向喷射灌浆,土工织物的应用,坝基岩溶投反滤材料灌浆,冲抓套井防渗墙,倒挂井防渗墙,和射水造孔混凝土墙等。     

防渗墙质量缺陷对土石坝渗流控制的影响

以吴家园水库大坝为例,采用渗流有限元分析方法,分析混凝土防渗墙的质量缺陷对大坝渗流控制的影响,比如出现裂缝、墙体渗透系数增大、墙体悬挂等情况。分析结果表明,若防渗墙正常,防渗能满足工程安全要求;若防渗墙出现缺陷,则对坝体各部位的渗透坡降都有很大影响。其中防渗墙出现裂缝的位置比裂缝的宽度对渗流控制的影响更大,防渗墙悬挂比墙体渗透系数增大对渗流控制的影响更大。     

深厚覆盖层中局部强透水层对渗流的影响研究

中国西部地区的深厚覆盖层坝基中常存在局部强透水层,其孔隙比大和渗透性强等特点对坝基渗流存在不利影响,是渗流控制中的薄弱环节。基于非饱和土渗流理论,借助有限元软件Seep/w建立数值模型,得出渗流量和坝踵处渗透坡降、出逸坡降,分析强透水层深度、厚度、连续性对渗流场的影响。结果表明:当强透水层深度大于防渗墙时,渗流量和坝踵处渗透坡降随强透水层深度的增大而减小;反之,渗流量则随着强透水层深度的增加而增大,坝踵处渗透坡降先降低后增大。渗流量、坝踵处渗透坡降、出逸坡降皆随着强透水层厚度的增加而增大。渗流量和出逸坡降随着强透水层上游开口长度的增加而增大;坝踵处渗透坡降以上游开口长度50 m为分界线,先增大后降低。渗流量和坝踵处渗透坡降以下游开口长度40 m为分界线,先增大后降低;出逸坡降随强透水层下游开口长度的增加而增大。当防渗墙深度小于55 m时,渗流参数随强透水层底端开口长度的增加而显著增大;当防渗墙深度为60～100 m时,渗流参数仅有较小幅度增大;当采用全封闭式防渗墙时,渗流参数随着底端开口长度的增大反而降低。     

水力坡降法在大坝渗流监测中的应用

甘肃神树水电站首部枢纽工程大坝为混凝土面板堆石坝,最大坝高88.8 m,坝顶长217.39 m。坝址位于深覆盖层河床上。大坝为2级建筑物,按照规范要求必须对其渗流量进行监测,但由于大坝基础坐落在深厚覆盖层基础上,河床宽度相对较宽,如按常规设置量水堰,需在量水堰上游设置截渗墙进行坝体渗流量监测,其工程量及投资较高。为了节省工程投资,同时还能够合理地对坝体渗流量进行安全监测,确保工程运行安全,根据相关规范要求提出了用水力坡降法替代量水堰法对坝体进行渗流量监测,以达到工程渗流监测的目的。此举为深厚覆盖层修建的土石坝的渗流监测开辟了新的方法,可以优化工程投资,提高工程效益。目前,相关设计方案已经实施,待水库蓄水时即可投入运行。     

基于流固耦合的坝基中弱透水层对渗流的影响分析

深厚覆盖层坝基中存在弱透水层时,弱透水层往往既是隔水层又是软弱夹层,是利用其作为渗流控制依托层,还是不考虑其防渗作用,关系到防渗工程的成本、进度等。流固耦合能较真实反映出弱透水层对坝基渗流场和应力场的影响,该文以比奥固结理论为基础,结合土体非线性流变理论,将土体本构关系推广到黏弹塑性,同时考虑土体力学参数及水力参数的动态变化关系,借助ADINA进行双场耦合求解,分析上江坝深厚覆盖层坝基中弱透水层对土石坝渗流场、应力场和自身应力应变的影响。研究表明:半封闭式防渗墙和弱透水层可形成坝基内部的联合防渗体系,能达到显著的渗流控制效果,大坝渗流量、坝基出逸坡降和弱透水层自身应力应变均小于其允许值,能保证大坝的安全稳定运行。但同时防渗墙和弱透水层承受的应力应变会相对增加,需要采取合理的工程措施给予辅助。实例中防渗墙深度相比封闭式防渗墙减小近60 m,若方案能给与采用,可大大减少工程造价。因此,坝基内部若存在弱透水层应该给与足够的重视,科学论证后若能加以利用,能做到事半功倍。     

射水法混凝土防渗墙在坝基防渗中的应用

混凝土防渗墙技术是在松散透水地基或土石坝(堰)坝体中以泥浆固壁连续造孔成槽,在泥浆下浇筑混凝土,形成起防渗作用的地下连续墙,在我国已使用40余年,按成槽方法可将其分为钻挖成槽防渗墙、射水成槽防渗墙、链斗成槽防渗墙和锯槽防渗墙。本文通过射水法混凝土防渗墙在沙河水库坝基防渗处理中的成功应用,进一步证明了混凝土防渗墙是进行坝基防渗处理的一种有效方法。     

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。     

高喷防渗墙在七一水库大坝防渗处理中的应用

本文针对七一水库大坝及坝基渗漏问题,阐述了高喷注浆防渗墙的设计、施工,并通过围井试验检查及大坝浸润线对比,检验了高喷防渗墙的防渗效果.     

沥青混凝土心墙坝渗漏检测及防渗体系修复综述

针对部分沥青混凝土心墙坝出现渗漏情况,为判定沥青混凝土心墙坝渗漏的部位及通道,需采用多种检测方法对坝体渗漏情况进行综合分析和判定。列举了多个工程应用实例,对沥青混凝土心墙坝渗漏检测方法如水下声纳检测、孔内彩电观测、示踪连通试验、坝体内水位分析和物探检测,以及混凝土防渗墙和控制灌浆修复坝体防渗体系方案及其影响因素进行了综述,以期为类似工程提供借鉴。     

石门拱坝坝基渗流性态分析

石门拱坝坝基渗流性态及其主要影响因素在两个不同的防渗区域存在显著差异 ,通过对渗流、坝踵裂缝等观测资料的综合分析 ,揭示了不同防渗措施对坝基渗流影响的机理 ,对石门拱坝坝基渗流安全性进行了评价 ,并探讨了改善坝基渗流状况的工程措施