黏土斜心墙土石坝稳定性影响因素分析

以具体工程实例为研究对象,研究了黏土斜心墙防渗体在坝体中位置、上游坡度、渗透系数变化对斜心墙土石坝渗流和坝坡稳定的影响,以及坝高和黏土斜心墙高对坝体渗流及稳定性的影响,结果表明:斜心墙在坝壳内的位置、上游坡度和坝高对坝体渗透稳定的影响甚微,但斜心墙渗透系数对坝体渗透稳定的影响较大,是影响坝体渗透稳定的关键因素;坝高对上游坝坡稳定的影响幅度相对较大,是影响上游坝坡稳定的关键因素,斜心墙在坝壳内的位置、上游坡度、渗透系数对上游坝坡稳定的影响甚微;斜心墙在坝壳内的位置、上游坡度、渗透系数和坝高4组参数的变化对下游坝坡稳定安全系数虽然有影响,但影响甚微。     

前坪水库大坝坝体及坝基渗透稳定研究

前坪水库大坝为黏土心墙砂卵砾石坝,属高坝,心墙土料与坝壳砂卵砾石料、堆石料渗透系数差别较大,坝基存在深厚透水性较强覆盖层,因此研究其坝体、坝基渗透稳定性,分析易发生渗透破坏的部位及其特性十分必要。通过建立渗流场水文地质模型,采用二维数值模拟和三维有限元两种分析方法分别进行了坝体、坝基平面和立体有限元渗流分析,通过定性分析与定量计算进行了坝体、坝基渗透稳定性评价和渗流量估算。计算结果表明:心墙出逸点处、防渗墙伸入心墙部分容易出现渗透破坏,均需采取相应保护措施;三维有限元计算是对二维数值计算的扩展和延伸,对于高坝、边界条件复杂的大坝,更能模拟其实际渗流特性,以便有针对性地提出防治措施。     

黑河金盆水库坝区三维渗控效应评价与材料参数敏感性分析

渗流控制是土石坝工程建设面临的关键问题之一,渗流分析是实现渗控效应评价和渗控优化设计的主要途径。针对黑河金盆水库工程区复杂的地质条件和渗控措施,建立包含主(副)坝、坝基、库盆和左岸单薄山梁的三维渗流计算模型。为确保数值计算的稳定性和收敛性,采用Signorini型变分不等式方法,对黑河金盆水库坝区进行长期稳定渗流精细模拟。基于实测结果与数值计算成果的对比分析,论证了Signorini型变分不等式方法在土石坝枢纽渗流分析中的有效性和正确性。基于数值计算结果深入分析了坝区的渗控效应及渗透稳定性,研究了渗控效应对黏土心墙、帷幕、山岩材料渗透参数的敏感性。结果表明:黑河金盆水库坝区各分区渗流量和各关键部位的最大水力坡降均在安全稳定范围内,工程渗控措施效果显著;坝区渗控效应对防渗帷幕以及山体材料渗透系数的变化较为敏感,坝体内部总水头及关键部位水力坡降随黏土心墙渗透系数的增加而增加。研究成果对土石坝坝区整体渗流分析及渗控优化设计具有借鉴意义。     

存在高渗透区的黏土心墙土石坝渗流稳定性分析

黏土心墙土石坝是重要的挡水建筑物,心墙的低渗透性可以大幅降低坝体水力梯度,减少坝体发生渗透破坏的风险。然而心墙的质量问题（如局部高渗透区）会影响坝体的渗透稳定性,甚至酿成管涌溃坝等严重后果。以瀑布沟心墙土石坝为原型开展坝体渗流大型水槽模型试验,并结合有限元数值模拟方法研究高渗透区对坝体内部渗流场和渗流稳定性的影响。试验表明高渗透区域将改变心墙的渗流场,成为优势渗流通道,导致高渗透区域附近孔压值大幅上升,同时高渗透区域的存在将显著提升坝体渗漏速率。试验与模拟结果一致表明,随着高渗透区域逐步上移,高渗透区所在位置处的孔隙水压力增大,坝体渗漏量减小。高渗透区和心墙的渗透系数增加都会使心墙孔压值和渗漏量增加;随着高渗透区的渗透系数的增大,心墙坝渗流稳定性系数降低,导致坝体稳定性下降;随着心墙渗透系数的增大,高渗透区水力梯度略微减小,但心墙整体临界水力梯度下降,坝体稳定性降低。所得结论可为基于监测数据反演分析心墙的质量问题和评估坝体的安全性能提供依据。     

基于渗流与应力场耦合下混凝土防渗墙对黏土心墙砂砾石坝体影响研究

目前,在土石坝除险加固工程中,塑性混凝土防渗墙得到了大量应用。借助有限差分软件FLAC3D,分析了防渗墙在渗流场和坝体应力场耦合作用下,防渗墙对土石坝在不同工况下的位移、应力、坝坡稳定影响。结果表明:(1)塑性混凝土墙能够很好地适应原黏土心墙砂砾石坝体的变形,优于刚性墙。(2)土石坝坝体内新增的塑性混凝土防渗墙对坝体位移影响极小,对坝体扰动较小。渗流与应力耦合和非耦合场对坝体位移影响差别较小,在静水压力作用下,黏土心墙砂砾石坝上游坝坡最大位移分布于水位线附近。(3)耦合场与非耦合场对坝体应力影响差别较小,坝体内部应力集中分布在上游黏土心墙坡脚处。防渗墙最大位移出现在墙高1/3~2/3处,与坝坡位移最大点分布高程接近。     

黏土心墙坝渗流性态安全分析

土石坝作为坝工建设的优选坝型,具有结构简单、施工方便、自然条件适应性强、经济性好等优点。渗流问题是影响土石坝安全运行的决定性因素之一。为研究洋河水库黏土心墙坝渗流安全性态,对坝体渗流安全作出评价,文章基于测压管监测成果进行分析,基于AtuoBank软件进行五种不同工况渗流有限元计算,通过分析得出黏土心墙坝在当前工况下处于渗流安全状态。     

土石坝心墙局部裂缝对坝体渗流场的影响性分析

以心墙土石坝为研究对象,结合工程实例,针对土石坝心墙中不同部位出现裂缝时,坝体的总水头等势线、渗透流速以及渗流量等因素进行了系统的统计分析。当心墙裂缝越靠近坝基时,等势线及浸润线的波动情况越大,裂缝中的渗透流速也越大,坝体渗漏现象越严重。结果表明,心墙中的裂缝位置距离坝基越近,对坝体的渗流稳定性越不利。     

昌马水库蓄水期坝体安全监测资料分析与评价

对昌马水库土石坝蓄水运行初期6年的大坝监测资料进行了分析研究,重点探究蓄水运行后水位升降对大坝坝体黏土心墙及灌浆帷幕防渗效果的影响,坝肩绕坝渗流、坝体位移变形评价,结果表明:坝体浸润线、坝基渗流均在正常范围内;两岸坝端有绕渗现象;主观测断面渗压正常,下游边坡稳定安全系数满足规范要求.     

韩江峪黏土心墙土石坝渗流及坝坡稳定性分析

基于饱和-非饱和渗流理论,应用有限元法计算正常蓄水位、设计洪水位及校核洪水位3种工况下黏土心墙土石坝的渗流场,得到坝体内部浸润线位置及水头等势线分布。采用极限平衡理论,对非饱和渗流作用下的坝体进行稳定性分析,得到各工况下的坝体最小安全系数及最危险滑动面位置。     

土石坝体混凝土心墙与坝基混凝土防渗墙及混凝土重力坝段的联接技术

土石坝体混凝土心墙与坝基混凝土防渗墙及混凝土重力坝段的联接是根据施工要求预先完成造孔防渗墙的浇筑,后续进行坝体施工时在原造孔防渗墙的基础上修建混凝土心墙,在现浇混凝土心墙和造孔防渗墙之间设置联接接头,同时在土石坝心墙与混凝土重力坝间设置联接接头。心墙联接技术的应用保证了心墙土石坝接头部位的防渗问题,广泛适用于混凝土心墙土石坝施工。     

基于原型监测的黏土心墙堆石坝渗流分析

某黏土心墙坝在蓄水期间,出现渗流量较大、坝体渗流、绕坝渗流增大等现象。为了寻找原因,通过对某黏土心墙坝的环境量、坝体渗流、绕坝渗流、渗流量等原型监测数据进行分析,得到渗流量、坝体坝基渗压、绕坝渗流等监测成果。为进一步分析渗流来源,对渗流量进行模型分析。结果表明各监测成果互为印证,受库水位影响显著;库水位是影响渗流量大小及变化的主要因素,降雨量是次要因素,其中,库水位对渗流量的影响主要是通过两岸绕坝渗流,其次是通过坝体坝基渗流。库水位对渗流量的影响既是即时的又是持续的。     

邢台市某土石坝坝体结构设计及渗流稳定分析

土石坝是目前应用非常广泛的一种坝型,但因建坝材料的限制,土石坝的渗流与稳定安全存在较大隐患,是影响土石坝能否长期安全运行的重要原因.以邢台市某土石坝为例,采用水力学方法和理正岩土计算6.5 PB3版,从坝体结构、渗流稳定性、边坡稳定性等方面详细介绍了粘土心墙土石坝,经计算,该粘土心墙坝渗流和稳定均满足设计要求.     

土石坝渗流初步探讨

土石坝是最普遍采用的一种坝型。由于土石坝工程施工简便,地质条件要求低,造价便宜,并可就地取材且料源丰富,因此是水利水电工程中极为重要的一种坝型。土石坝坝体系用散粒材料填筑,挡水后上下游的水头差引起了水流渗过坝体、坝基及两岸坡向下游排出。由于勘测设计缺陷、施工不良、管理运行不当以及渗流、地震等,使土石坝体及其坝基发生缺陷病害,甚至垮坝失事。在土石坝中,坝体和坝基的渗漏较为频繁,许多中、小型病库,就是因为坝身、坝基等产生渗漏造成险情。     

长河坝水电站特高心墙堆石坝双防渗墙渗流控制特性反演分析

为高效反演模型渗流参数,建立有限元模型,采用多因素敏感性分析法研究了长河坝水电站特高心墙堆石坝坝基渗流控制特性对防渗系统各材料以及表层基岩的渗透系数的敏感性。结果表明：表层基岩和主防渗帷幕的渗透系数对双防渗墙各自阻挡水头比例影响较大,极差分别为0.174和0.125;其余材料渗透系数影响较小,敏感性由强到弱排序为副防渗帷幕、副防渗墙、主防渗墙、砾石土心墙;基于此结果的反演计算值与实测值之间误差不超过5%,满足工程应用要求。     

新疆恰甫其海黏土心墙坝运行期安全监测分析

阐述了恰甫其海水库黏土心墙坝在施工期和运行期黏土心墙、坝壳料的沉降变形规律和特征值,对心墙和坝壳料的施工质量进行了初步评价;分析了坝体、坝基、坝肩蓄水前后和运行期的渗流变化情况,对黏土心墙的工况和帷幕阻水效果进行了初步评价,并对心墙蓄水前后和运行期的土压力做了定性分析.     

基于热脉冲法的水电站坝体渗流检测试验及模拟

土石坝作为一类常见的水工建筑物,其防渗安全性至关重要,因此需要一种能够实时监测坝体渗流的方法,热脉冲法通过在坝体中预埋探针来实现对坝体的检测。文章探究了试验和仿真模拟下的土壤阻流效果,验证了热脉冲法的精度和可靠性,重点计算了某心墙土石坝在一定库水水位下含水率的变化。结果表明:黏土心墙土石坝的阻流效果较壤土心墙土石坝理想,热脉冲法运用于土石坝的渗流检测能取得一定效果。     

土石坝心墙形式和尺寸的选择

本文从渗流角度出发，论述了土石坝心墙形式和尺寸选择的条件和要求，列举了不同心墙形式对渗流的影响，特别是对心墙下游边坡逸出坡降的影响，并根据国内外150多座心墙坝的统计分析资料，提出了坝高H与心墙底宽b比值的控制值，可供心墙尺寸初步选择时参考。土石坝心墙剖面形式和尺寸的选择与许多因素有关，如坝基的工程地质条件、当地的筑坝土料储量及其性质、心墙的施工条件、渗流条件、变形条件等等，但其中主要的，直接影响到心墙安全的因素还是渗流条件，所以下面仅就渗流条件来讨论心墙形式和尺寸选择的问题。     

土石坝心墙应力变化对渗透系数的影响研究

试验和现场监测均表明,土石坝心墙的渗透系数并非是一个常数,而是随着其应力状态和密度的变化呈一定的空间分布。一般而言,心墙土在填筑过程中渗透系数的空间变化因自重荷载大小而产生,密度大的下层土渗透系数小于上层土;不同应力状态下,渗透系数也有一定规律。根据某土石坝心墙土料的等向压缩试验确定心墙各高程处的实际密度,基于该土料在不同密度条件下的渗透系数试验成果,确定各高程处心墙的实际渗透系数。考虑上述土料渗透系数的空间变化后,开展心墙孔压、应力状态的有限元数值模拟。将该结果与常规心墙采用单一渗透系数的计算方法对比发现,考虑心墙渗透系数的空间分布,能够更合理地反映心墙的实际孔压分布和应力状态。     

土石坝心墙形式和尺寸的选择

本文从沙流角度出发，论述了土石坝心墙形式和尺寸选择的条件和要求，列举了不同心墙形式对渗流的影响，特别是对心墙下游边坡逸出坡降的影响，并根据国内外150多座心墙坝的统计分析资料，提出了坝高H与心墙底宽b比值的控制值、可供心墙尺寸初步选择时参考。土石坝心墙剖面形式和尺寸的选择与许多因素有关，如坝基的工程地质条件、当地的筑坝土料储量及其性质、心墙的施工条件、渗流条件、变形条件等等。但其中主要的，直接影响到心墙安全的因素还是渗流条件，所以下面仅就渗流条件来讨论心墙形式和尺寸选择的问题。     

任意料在纳达水库沥青混凝土心墙土石坝中的应用研究

纳达水库为沥青混凝土心墙土石坝，坝壳料采用全断面土、石混合料筑坝，属国内近百米级坝壳料采用任意料筑坝的先例。针对坝壳料采用任意料的特点，主要介绍了沥青混凝土心墙土石坝在合理利用土、石混合任意料，渗流控制，坝坡稳定及坝体变形控制等方面的设计成果，相关成果可供设计人员参考。