猴子岩水电站面板堆石坝三维渗流计算分析

针对猴子岩面板堆石坝的坝体、坝基以及防渗帷幕等结构进行了三维建模。采用饱和稳定渗流有限元法、渗流量插值网格法对猴子岩面板堆石坝进行了三维渗流计算分析。重点研究了面板和防渗帷幕联合作用下渗流场分布特征和防渗效果,探讨了面板出现裂缝、垫层渗透性等对坝区渗流场的影响。     

黄河羊曲水电站面板堆石坝三维有限元渗流分析

为了确保黄河羊曲水电站混凝土面板堆石坝布置合理和工程安全,采用三维有限元软件MIDAS GTS对羊曲水电站面板堆石坝坝体进行三维有限元渗流计算,分析坝体等势面、压力水头、孔隙水压力、浸润线和浸润面等渗流要素分布情况.结果表明:坝体面板及坝基帷幕的防渗效果显著,坝区的防渗系统(坝体面板+防渗帷幕)作用明显,面板堆石坝安全...     

斜卡水电站面板堆石坝三维渗流计算分析

采用有限元法,对斜卡水电站面板堆石坝进行了三维渗流计算分析,讨论了面板、防渗墙出现裂缝及帷幕灌浆劣化、帷幕减薄对三维渗流场分布和渗流量的影响。计算结果表明,由于斜卡坝址覆盖层深厚(45~100 m),加之基岩渗透性强,防渗墙和帷幕上下游水头差大,正常运行方案渗流量可达0.642 m3/s。面板和防渗墙出现裂缝对大坝整体渗流场影响较小,而通过坝面和防渗墙的流量显著增大;帷幕劣化或变薄使坝基渗流量明显增加。加厚帷幕和减小其渗透系数是加强防渗效果的有效措施。     

江坪河面板堆石坝渗流场模拟与防渗体系评价

面板堆石坝坝址区常存在岩溶及不良地质构造,可能引发渗漏问题,渗流控制对于高面板堆石坝的安全稳定运行至关重要,工程中广泛采用灌浆帷幕及排水孔进行渗流控制。采用排水子结构与含自适应罚函数的Signorini变分不等式相结合的渗流分析方法(SVA法),对江坪河水电站开展坝址区三维渗流场分析,并对该工程的渗控措施效果进行评价。渗流分析结果表明:江坪河高面板堆石坝主要采用的混凝土面板、趾板、灌浆帷幕形成的闭合防渗体系,可以截断渗漏通道,有效地降低大坝堆石区及下游岩体的渗透坡降,保证坝体及岩体的渗透稳定性。     

玉龙喀什枢纽超高面板堆石坝的渗控方案及渗流分析

玉龙喀什水利枢纽混凝土面板堆石坝高度为230.5 m,为超高型的面板堆石坝,高度接近目前世界最高的同类坝型。本文依据高面板堆石坝渗流控制设计原则,对坝体进行了分区设计,提出了坝体混合料和全爆破料两种分区方案。使用三维有限元法,全面分析了坝体坝基的渗流场状况。结果表明:在正常运行条件下,上游水头由面板、趾板、高趾墩、坝基帷幕承担,渗控系统发挥了良好作用,面板及各填筑分区水力梯度均小于破坏水力梯度;全爆破料方案的坝体填筑料的最大水力梯度小于混合坝料方案,但是面板的防渗负荷相对较大;在面板发生整体渗漏的极端情况下,坝内浸润线和下游溢出高程升高的程度有限,但是极可能发生渗透破坏;坝基灌浆帷幕减少两岸渗漏的作用明显,河床和两坝肩渗漏量很小,绕坝渗流并不明显,受到右岸单薄山梁影响,右岸渗漏量略大于左岸。本文成果可供相似工程借鉴。     

深覆盖层上面板堆石坝渗流与防渗墙变形特性研究

斜卡面板堆石坝最大坝高110 m,坝基覆盖层深厚（45～108 m）,基岩结构松散,渗透性较强。采用有限元法,对斜卡面板堆石坝及坝基进行了三维渗流及应力应变计算分析,讨论了帷幕厚度、深度与渗透系数对坝基渗流场的影响,分析了防渗墙在施工蓄水过程中的变形趋势以及趾板的沉降规律。结果表明,帷幕是防渗的薄弱环节,帷幕渗透系数增大与深度减小会使总流量显著增加;增大帷幕厚度可较大程度减小渗流量。防渗墙竣工期向上游变位,蓄水期受水推力作用向下游变形。防渗墙与连接板接合部位发生错动,但量值不大。     

高面板堆石坝施工期防洪度汛的渗流问题研究

高面板堆石坝工程时常面临施工期挡水度汛的情形, 针对度汛期渗控体系不完善的渗流问题, 依托某高面 板堆石坝工程, 考虑坝体填筑、 防渗体系以及基岩分布等因素, 建立三维有限元计算模型, 并采用改进结点虚流 量法进行渗流场仿真计算, 得到不同度汛方案下坝体渗流场的水头分布、 浸润线和渗透坡降, 系统分析了施工期 挡水度汛情形的渗流场规律和特点。结果表明, 若坝体防渗体系不完整, 施工期坝体会引起显著的渗流问题, 易产生第二渗控线发生渗透破坏的危害, 应确保坝体挡水时渗控体系的有效性, 并严格控制第二渗控线的施 工质量。     

仁宗海水库电站防渗系统设计及三维渗流计算

仁宗海水库电站堆石坝建于复杂深厚覆盖层上,防渗系统由土工膜面板+河床悬挂式防渗墙+两岸灌浆帷幕组成。为了验证设计防渗系统的合理性,采用饱和稳定渗流有限元法、渗流量插值网格法进行了三维渗流计算分析;同时采用二维有限元方法,就防渗系统不同部位存在缺陷对渗流场的影响进行了敏感性分析。计算成果表明,大坝渗流场分布符合一般规律,坝体和坝基发生渗透破坏的可能性很小,总渗漏量较小,设计的防渗系统是经济的、合理的、可靠的。建议加强防渗系统的施工质量控制,尤其应避免防渗系统浅表部缺陷。     

多诺水电站面板堆石坝渗流特性研究

对于建在覆盖层上的面板堆石坝,面板及坝基防渗墙均可能出现裂缝,从而导致渗透破坏。本文针对多诺水电站面板堆石坝进行了正常工况、面板以及防渗墙出现裂缝非常工况条件下的三维渗流有限元分析,探讨了裂缝不同位置、裂缝宽度、垫层渗透性等对坝区渗流场的影响,为面板堆石坝防渗系统出现裂缝情况下渗流场变化规律提供了有效参考。     

混凝土面板堆石坝三维渗流场特性分析研究

以羊曲水电站为依托,通过建立水电站面板堆石坝的三维渗流有限元模型,计算分析了坝体及 其坝基的三维稳定渗流场特性,得到了坝体和坝基的位势分布、坝体各料区的渗透坡降及渗透流量等。 分析了防渗帷幕和坝基岩体渗透参数对渗流场的影响。结果表明,坝体、坝基及左右岸坝肩的防渗措施 均满足要求。     

观音岩水电站坝基三维渗流场数值模拟

坝基渗流是威胁观音岩水电站安全运行的主要问题之一。针对观音岩水电站坝区复杂的地质条件和多重渗控措施,建立较为精细的坝区三维整体计算模型,采用基于计算流体力学(CFD)的三维非稳态水气两相流渗流模型,对正常蓄水位下的坝基三维渗流场进行了数值模拟,并重点分析了典型剖面的渗流特性和渗控措施的渗控效果。分析表明,坝基渗流场中的水头、水力梯度、扬压力、渗流量等基本都在正常范围内,不会对坝基渗流安全稳定构成较大威胁;防渗帷幕和排水系统的渗控效果显著,有效改善了坝基渗流场的分布,渗控布置方案合理有效。     

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。     

阿尔塔什水利枢纽工程坝体三维渗流有限元计算分析

鉴于阿尔塔什水利枢纽坝址区面临河床覆盖层深厚,砂卵砾石层渗透性强,两岸基岩均有断层带、高地震烈度等诸多设计难点,该工程河床段采用混凝土防渗墙,两岸采用趾板、固结灌浆、帷幕灌浆,坝体采用混凝土面板,并提出相应压实指标,封堵断层带等措施进行防渗堵漏。通过建立三维模型进行渗流计算分析。结果表明:当满足设计要求的渗控标准后,工程防渗系统、坝体、坝基覆盖层及两岸坝肩岩体的孔隙压力、水头分布合理,水头等值线在防渗系统等处较为密集,水流在通过防渗系统后上游水头明显折减;覆盖层及下游出逸点的最大水力比降均小于允许比降;灌浆帷幕伸入两岸长度符合规范要求,坝料分区、断层封堵及坝基处理较为合理。     

玉龙喀什水利枢纽工程高趾墩混凝土面板堆石坝渗控设计及三维渗流分析

玉龙混凝土面板堆石坝位于狭窄河谷,并且坝址河床砂卵砾石层渗透性强,抗渗稳定性差。该工程采用帷幕灌浆、高趾墩、混凝土面板组成坝体防渗系统,最大坝高230.5m,这种混合式超高面板堆石坝在国内外已属罕见。按照规范要求对堆石坝料进行分区、及坝基进行处理并采用,再通过进行三维渗流有限元计算,全面、完整地掌握大坝各分区渗流场状况。结果表明:校核水位渗流场水头分布规律合理,总水头等值线在面板、趾板、高趾墙、帷幕等处较为密集,上游水头由这些部位承担,渗控系统起到了很好的防渗效果。表明此次对坝料分区、及坝基处理较为合理,混凝土面板、垫层料、花岗岩爆破料最大渗透坡降均小于破坏水力坡降,设置帷幕可以使两坝肩渗漏量很小,绕坝渗流并不明显,受到右岸单薄山梁影响,右岸渗漏量最大但也满足渗漏要求,表明这种混合式防渗系统的防渗效果明显。依此,为今后类似工程提供借鉴。     

向家坝水电站大坝不良地质坝基防渗施工技术

向家坝水电站坝基岩体透水性较好,地下水丰富,且存在破碎带、软弱夹层等不良地质地层。渗控体系为防渗帷幕和坝基防渗墙联合防渗形式,防渗墙布置在重力坝坝基廊道内施工。廊道内防渗墙施工中着重研究实施了地下水控制、设备选型和出碴等技术,解决了施工难题。在不良地层中施工帷幕时,采用高喷置换和其它工艺,解决了地基中塌孔、卡孔、灌浆失水等难题,保证了渗控体系的施工质量。     

特高土心墙堆石坝坝基防渗体渗流-溶蚀特征研究

针对渗透溶蚀效应下特高土心墙堆石坝的渗流与溶蚀问题，构建了以孔隙水压力、固相钙浓度与钙离子浓度为自由度的水泥基材料渗流-溶蚀耦合模型。以长河坝工程为背景，研究了特高土心墙堆石坝的渗流溶蚀特征，探讨了渗透溶蚀效应下特高土心墙堆石坝的失效标准，预测了坝体的服役年限。渗透溶蚀效应降低了坝体的防渗能力，服役100 a后坝体浸润线逸出点将较初始时刻抬升1.95 m;随着服役年限的增加，覆盖层、副防渗墙的渗透坡降增加，心墙、主防渗墙和防渗帷幕的渗透坡降降低;水泥基材料固相钙溶蚀相对严重的区域集中在两道防渗墙中下部、固结灌浆靠下游侧及防渗帷幕，靠近复合土工膜和高塑性黏土的坝基防渗体溶蚀程度较低。从固相钙的分解率、渗透系数、渗流量、渗透坡降和边坡稳定等角度分析，认为考虑渗透溶蚀效应时长河坝的服役年限约为68.3 a，降低主防渗帷幕的初始渗透性可较为有效地延长坝体服役年限。特高土心墙堆石坝坝基水泥基结构渗透溶蚀效应不可忽视，其设计、运行及维护应充分考虑水泥基材料的渗透溶蚀效应。     

某混凝土面板堆石坝渗流监测资料分析

为了解某水库大坝的渗流状况以防止发生渗透破坏,采用定性与定量分析的方法对某混凝土 面板堆石坝坝基的Ｆ4断层、防渗帷幕和坝体坝基等渗流监测资料进行了详细地分析,并建立了渗流监 测资料的多因子回归统计模型。分析成果表明:Ｆ4断层帷幕和趾板帷幕灌浆防渗效果良好,大坝渗流 符合一般的渗流变化规律。大坝渗压水位的多因子回归统计模型拟合效果较好,大坝渗流与库水位及 降雨呈正相关关系,与时效因子关系较小。运行了近10年的某面板堆石坝的渗流状况目前处于正常状 态,为确保大坝安全运行,建议加强对监测仪器的维护,充分发挥监测的作用。     

黄河大柳树水利枢纽工程高面板堆石坝的渗流稳定性

高面板堆石坝具有很高的抗冲能力 ,即使在强震时面板全部失效或在正常运行时灌浆全部失效 ,渗流量都不足以冲动坝体堆石。工程实践及计算证明 ,堆石坝只有漏水问题 ,但坝体堆石不会被渗流冲失导致失事。     

立洲RCC拱坝渗控方案的三维有限元优化分析

以四川木里河立洲水电枢纽工程为研究对象,对坝区的渗控措施展开研究。利用ANSYS12.1建立三维有限元渗流模型,计算分析得到了各渗控方案的渗流特征和渗透压力变化规律。对各方案中关键部位的渗透比降、渗漏量和典型剖面渗流场的渗压、地下水位等特征量进行比较分析后,得知:(1)立洲拱坝渗控措施设计方案的防渗帷幕和排水孔幕能有效降低坝后渗流浸润线,对于减小坝基、坝肩扬压力、改善坝基和坝肩受力条件起到了良好的作用;(2)加深帷幕和排水孔幕、增厚帷幕对降低坝区渗透压力作用不大;(3)适当增加f5断层附近防渗帷幕的深度,可防止f5断层形成渗漏通道,影响坝区渗透稳定;另外,取消第一层排水幕、缩短坝肩防渗帷幕延伸长度,可使渗控措施在满足渗流安全的前提下更为经济。     

董箐水电站面板堆石坝基础处理及渗控工程设计

董箐水电站面板堆石坝最大坝高为150m,其大坝基础岩性为砂岩与泥岩互层,具有承载力和透水性弱的特点。文章针对董箐水电站高面板堆石坝对基础和渗流的要求,提出了坝基处理措施及主副帷幕结合的灵活的渗控工程措施,使大坝趾板基础的承载力及坝基渗漏量控制均能满足设计要求。该设计处理措施施工方便,同时也节省了工程投资。