考虑土体固液两相性的心墙堆石坝地震反应分析研究

在传统的心墙堆石坝地震响应影响问题分析中,坝体筑坝材料通常采用单相介质等价线性粘弹性模型,用此模型进行分析,虽然在计算上较为简便,但与土体实际的动力反应不符,无法准确反应坝体在地震动力作用下的真实特性.文章将部分坝体模拟为固液两相孔隙介质,建立以固相位移和液相压力为基本未知量的两相介质动力方程进行分析.文中采用该模型详细的研究了坝体孔隙水压力在地震过程中的生成、增大,以及在地震结束后的消散过程,表明孔隙水压力的增长,将影响坝体的地震响应,可以根据此模型来判断对应的坝体部位产生液化现象的可能性.     

爆炸引起饱和砂孔压变化规律的室内试验研究

介绍了以雷管作为爆炸动力源,多孔装药爆炸法密实饱和砂的模型试验,实测了饱和砂土体在依次循环爆炸荷载作用下孔隙水压力的增长与消散过程,分析了孔隙水压力的变化规律。试验结果表明,孔隙水压力的增长与消散在沿深度及径向方向上的变化规律具有独特性。同时,对爆炸荷载在饱和砂土体内所引起的液化范围进行了分析,所得结论可为爆炸法处理饱和粉细砂地基的工程设计与理论研究提供参考。     

非饱和土渗流变形耦合的数值分析

基于一维非饱和土的渗流-变形控制方程,采用Flex PDE（Partial differential equation）软件对该耦合方程组进行求解分析。该方法突破了解析法对非饱和土导水系数函数的特殊限定,适用于任意的土-水特征曲线表达式;还可考虑到饱和时的渗透系数以及孔隙率是变量。与解析解相比,该数值解表现较高的精度,具有解决非饱和土耦合问题的可行性。计算分析表明,非饱和土渗流-变形耦合作用对暂态孔隙水压力分布产生重要的影响,在降雨入渗过程中需考虑土体渗流-变形耦合的影响。降雨初期,位移随着时间明显增大,地表出现下沉,考虑耦合效应的孔隙水压力慢于非耦合情况,原因是H值为正的。随着降雨持续时间的增大,地表下沉的速度减缓,到最后变形开始稳定。位移的变化快慢与孔隙水压力变化规律相同。地表沉降量还与初始孔隙水压力分布以及H值密切相关。饱和时的渗透系数以及孔隙率对非饱和土降雨入渗以及稳态流的分布产生影响,但对其地表变形产生的影响微弱。     

水位升降对库区非饱和土质岸坡稳定性的影响

针对传统的饱和土理论在分析库岸边坡渗流和稳定问题中存在的不足,以非饱和 饱和渗流分析程序模拟水位升降过程中岸坡内孔压场（包括浸润线以上的基质吸力场）.在此基础上,考虑基质吸力对抗剪强度的贡献及其对安全系数的影响,进行了边坡稳定的极限平衡分析,并对影响岸坡渗流场的主要水力参数进行了敏感性分析.分析结果表明,坡外水位升降时,坡内浸润线及其上的基质吸力场发生显著变化,进而影响岸坡稳定;水位升降过程中,岸坡安全系数的变化规律非常复杂,坡内孔隙水压力、坡外水推力和土体容重对稳定安全系数的贡献规律随水位变化而变化;土体的渗透性能和土 水特征曲线的斜率显著影响了水位升降过程中岸坡稳定安全系数的变化规律.     

河水位升降下饱和-非饱和驳岸岸坡稳定性分析

岸坡失稳常常与河水升降密切相关。为了分析水位升降对福州晋安河驳岸岸坡稳定性的影响,根据某段岸坡的工程地质条件,建立驳岸岸坡饱和-非饱和渗流计算模型,结合引水冲污工程,研究河水位不同升降型式对稳定性的影响。结果表明,坡脚淤泥的堆积阻碍了坡内孔隙水的变化,表现为在其影响范围内,河水上涨时水流难以流入,水位下降时则孔隙水不易排出;水位上升越快,驳岸越稳定,较大的水位下降速度则对其稳定性不利;水位频繁升降,由于岸坡排水条件不佳,孔隙水进一步赋存,稳定性降低;在引水冲污工程中应做好水位下降速度的控制和坡内孔隙水的疏排;在对岸坡进行加固时,可采取置换坡脚淤泥为良好透水材料的措施。     

土坡稳定性分析中孔隙水压力系数的讨论

就土坡非饱和稳定性分析中几个关键性的问题进行分析,提出土条自重计算的土水分离算法.对定义在饱和区的孔隙水压力系数的合理性进行探讨,结果证明在计算入渗条件下大规模土质边坡稳定性时孔隙水压力系数将失效.针对这种情况,试图将其定义延伸到非饱和区,通过实例与降雨中土体水分增量的方法计算稳定性加以比较,以得到合理的延伸到非饱和的孔隙水压力系数.稳定性计算使用自编的土坡非饱和稳定性程序.     

饱和—非饱和填埋场衬垫系统中水渗流规律的数值模拟

采用饱和—非饱和渗流场数学模型,通过室内试验测得的黏土渗透系数并运用数值模拟手段研究饱和—非饱和填埋场衬垫系统中水渗流规律。数值模拟结果分析表明：在饱和渗流场中水的运移速度明显大于处于非饱和状态下的运移速度,并导致在相同位置衬垫层处产生不同的压力水头,且随着时间的变化,非饱和渗流场下的压力水头远远小于饱和状态下的数值;此外,还验证了工程实际中采用渗透系数为10-7cm/s数量级黏土衬垫系统的合理性。该研究为分析渗滤液水分运移规律时采用非饱和渗流场提供理论数据,并验证所推荐的填埋场衬垫系统土工参数的正确性。     

大屯水库区域渗流场的三维动态分析

根据大屯水库的蓄水过程和地质、结构特点,建立了饱和—非饱和非稳定渗流计算模型,采用三维有限元方法模拟库区及坝体迎水面铺设全封闭土工膜情况下,库区及坝基区域地下水位在水库蓄水过程中的动态变化过程.通过计算分析表明库区和坝基地下水位在蓄水初2年的变化急剧,5年后变化达到稳定.     

地震作用下可液化土的数值模拟与试验验证

将有限差分法程序用于可液化土的地震响应分析,采用动力和流体的流固耦合理论分析了振动过程中土体孔隙水压力的产生、扩散与消散,并对液化场地桩-土-结构相互作用体系振动台试验进行了三维数值模拟;通过与振动台试验数据的对比分析,验证了计算模型的可靠性和合理性。结果表明：采用的方法能较好地模拟可液化土的动力特性,所得结论为液化场地土-结构相互作用体系动力分析提供了参考。     

土水特征曲线为直线的非饱和土一维固结计算

基于Bishop有效应力原理,将土水特征曲线与固结方程相结合,提出土水特征曲线为简单直线型的非饱和土一维固结的计算方法.假定土体固结分为2个阶段:第一阶段为不排水、不排气阶段,土体的变形只是因为气体压缩所引起的;第二阶段为排水、排气阶段,土体的变形是因为孔隙水和孔隙气的排出而引起的.在此过程的基础上,建立并求解非饱和土一维固结方程,分析影响非饱和土一维固结的因素.影响非饱和土一维固结速率的最重要因素是孔隙流体的渗流路径.在相同边界条件下,非饱和土固结过程与饱和土固结过程中孔隙流体压力沿深度的分布随时间的变化规律相同.     

岳城水库主坝浅层滑坡原因分析

一般认为库水位骤降时对土坝安全的影响较大,而不太注意库水位变幅很大时,渗透力对土坝安全的影响。本文通过对岳城水库主坝浅层滑坡原因的分析,说明库水位大幅度消落导致的渗透力对土坝安全的影响是很大的,应该引起足够的重视。并从水库运行的角度,说明了均质土坝不宜过高。     

新城沟水库大坝防渗水泥土桩连续墙施工

新城沟水库大坝正常蓄水位时,坝身渗水,经方案选比,采用深层搅拌水泥土桩防渗连续墙处理.施工实践表明,该施工方法工期短、工艺简单、投资省,对处理水库、堤防及涵闸土体渗漏有一定借鉴意义.     

渗流作用下水库土坝稳定性的有限元分析

本文运用有限元法原理,采用弃单元法,利用ANSYS软件中热分析模块模拟水库土坝的渗流场。结合实际工程算例,分析了稳定渗流条件下土坝的浸润面和渗透水压力,并运用强度折减理论,分析了土坝的位移场和稳定系数。分析计算表明：当出现渗流时,土坝边坡的稳定系数降低,同时也为坝底管涌提供了可能的条件,故工程中应做好土坝边坡坡面的防护和防渗措施。     

纵向增强体土石坝内置心墙受力安全性分析

纵向增强体土石坝是基于“刚柔相济”建坝思路提出的一种新坝型,在土石坝中设置刚性防渗心墙与原土石坝体一起形成坝体结构。纵向增强体将坝体分为上游临水一侧和下游背水一侧,增强体同时受到上、下游侧的水土压力作用,起到双向挡土墙的作用。随着上游库水位的变化,作用在增强体上的水土荷载也产生动态变化,从而引起增强体位移方向和大小变化,导致增强体上下两侧游堆石区存在主动力区与被动力区的转换。本文提出了纵向增强体受力安全系数的概念,应用库伦土压力理论分析增强体在竣工期、正常蓄水期和水位骤降三种典型工况下的受力状态,分别给出了三种典型工况下纵向增强体受力安全系数的表达式。在此基础上,从纵向增强体双向挡土墙不同于常规挡土墙单向受力的特点出发,根据增强体受力安全系数研究其与坝坡稳定性之间的关系,提出了临界坝坡法计算被动土压力系数。研究表明：作为双向挡土墙的增强体无论受力、变形还是自身稳定都与坝坡稳定性有关,纵向增强体蓄水期的被动土压力将随主动压力的增长而得到激发,受力程度也将得到更好地发挥,实现等强增效的力学特点;非临界坝坡设计中采用由本文临界坝坡法计算得到的被动土压力折减系数是偏于安全的,增强体土石坝断面可以进一步优化。     

佛岭水库大坝坝体测压管观测资料分析

分析了佛岭水库大坝测压管的观测资料,基于测压管水位与库水位、降雨、时效分量之间的关系,建立了佛岭水库大坝坝体测压管水位的回归模型,并应用于样本分析,得到了相应的预报结果,可为大坝加固提供依据.     

基于Visual C#.NET语言的大坝渗透数据在线检测系统的开发

针对大坝渗透数据的采集、存储、处理和分析等问题,采用VisualC#.NET语言平台开发了大坝渗透数据在线检测系统.该系统将给水库的大坝安全管理提供一套现代化的集监测、分析于一体的解决方案,提供测压管进行水位自动测量、温度测量、生成浸润线曲线,并能生成数据库对历史数据进行存储.     

土坝的坝面作业与土坝质量控制的研究

通过对土坝筑坝技术的分析研究,依据相关设计规范,对水库土坝的设计与安全评价问题进行探讨.施工过程中施工单位自检、监理抽查对土坝的质量进行控制,竣工验收前委托质量检测单位对土坝的填筑质量进行质量检测.依据施工质量检测的数据和坝体运行的观测数据,对坝体结构进行安全评价.     

伪随机流场法在水库渗漏检测中的应用

水库堆石坝渗漏危害坝体安全,如不及时处理,将导致严重后果。以某水库堆石坝右岸渗漏检测为例,介绍了伪随机流场法的工作原理和工作方法,采用该方法查清了右岸坝后及灌浆廊道渗漏的水库渗漏入水点,并结合坝后绕渗孔水位监测、渗漏流量监测等方法综合分析得知,检测的结果与已有的工程地质资料及水工观测资料一致。笔者同时还对渗漏通道、渗漏原因进行推断分析,为该水库渗漏修复整治提供了可靠依据。     

水位升降对粘土心墙土石坝渗流稳定性分析

利用非饱和非稳定渗流理论,对某粘土心墙土石坝在水位不同升降速度条件下的渗流场进行了数值试验,分别设计了从0.0 m开始以2.51、.5 m/d的水位上升速度蓄到88.0 m正常蓄水水位的计算工况,以及从88.0 m正常蓄水水位分别以8.0、4.0、2.0 m/d水位下降速度泄水至10.0 m最低水位的计算工况,计算了各工况下粘土心墙土石坝的渗流场,对比分析了水位升降速度对坝体渗流场的影响.基于上述渗流计算成果,分析了各工况下土石坝上游、下游面坝坡的稳定性,总结了坝坡最危险滑动面的时空演化规律和安全系数随水位升降速度的变化规律,为水库调水和日常管理提供了参考.