弱透水层深度对深厚覆盖层坝基渗控的影响研究

在深厚覆盖层坝基中不同深度处常含有单层、连续、等厚弱透水层,如何将防渗墙和弱透水层优化结合形成联合防渗体以减小防渗体的深度,值得深入探讨。采用Seep/w软件分析了强、弱透水层二元结构深厚覆盖层坝基的渗流量、出逸坡降、防渗墙底部坡降,探讨了不同深度处的弱透水层对坝基渗流影响的规律。研究发现,坝基中未设置垂直防渗墙时,弱透水层所处的位置越浅,越能有效降低渗流量、抑制坝基坡降;弱透水层所处的位置较深时,对大坝掺控则不利。坝基中设置垂直防渗墙时,较深的弱透水层与防渗墙形成的封闭式联合防渗体系,相比较浅的封闭式联合防渗体系,更能有效降低渗流量、抑制坝基出逸坡降。深厚覆盖层中弱透水层的存在能有效降低坝基控渗的成本。研究成果可为强弱透水互层的坝基掺控方案确定提供参考依据。     

深厚覆盖层弱透水层对防渗墙防渗效果的影响

在深厚覆盖层上建坝,坝基防渗是工程成败的关键。采用有限元软件Seep/w分析强、弱透水层二元结构深厚覆盖层上土石坝渗流问题,研究防渗墙深度及形式对大坝渗流量、坝基出逸坡降、防渗墙底部渗透坡降的影响规律,对比分析悬挂式防渗墙、半封闭式防渗墙、全封闭式防渗墙对坝基的控渗效果。计算结果表明:防渗墙穿过弱透水层,悬挂式防渗墙转为半封闭式防渗墙,坝基渗流、坝基出逸坡降显著降低(分别下降54.3%、70.0%)。因此,防渗墙和弱透水层联合防渗能显著提高垂直防渗墙的控渗效果,半封闭式防渗墙的防渗效果大大优于悬挂式防渗墙。二元结构深厚覆盖层上土石坝垂直防渗墙的最优深度为防渗墙刚穿过弱透水层(连续)时的深度;此外,研究还发现当防渗墙将要伸入弱透水层时,防渗墙底渗透坡降急剧上升,出现极大值,工程应用中应引起足够重视,防止发生局部渗透破坏。     

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。     

长河坝深厚覆盖层防渗布置分析

采用渗流有限元方法对长河坝工程大坝及坝基防渗措施进行了计算分析,比较不同主、副防渗墙布置及墙下帷幕深度的防渗布置方案对大坝渗透场分布以及渗透稳定性的影响,为深厚覆盖层上的高土石坝坝基防渗方式选择提供设计参考。     

强弱透水相间深厚覆盖层坝基的渗流分析

覆盖层深厚且为强弱透水互层的闸坝基础在我国西南部河流中很常见,防渗墙通常作为坝基渗流控制设施。渗流有限元计算中,该种坝基上下游覆盖层截断边界面位置及其边界条件的设置往往是影响结果的重要因素,对其确定方法的研究具有重要的实用意义。提出了渗流计算中采用缩尺单元方法分析坝基覆盖层截断面边界合理位置的方法。该方法只需要一个计算网格就可实现合理截断面边界位置的确定和正式的渗流计算分析。硬梁包水电站坝基为典型的强弱透水互层,其渗透系数差异达到了3个数量级。初步设计方案稳定渗流计算工况对渗流量基本不影响的上下游不透水截断边界面的位置离坝轴线远达40~80km。尽管河谷宽度与水位差之比高达16, 该坝基相对不透水土层的局部缺失使渗流场有显著的三维特征。计算结果中防渗墙毗邻区域弱透水土层内的渗透坡降数倍于允许坡降,然而这些部位在防渗墙完整的前提下渗透破坏的风险却很小。渗透坡降的方向特征及渗透变形发生后的演化特征对渗透稳定风险评价是很重要的。     

强弱透水相间深厚覆盖层坝基的渗流分析

覆盖层深厚且为强弱透水互层的闸坝基础在我国西南部河流中很常见，防渗墙通常作为坝基渗流控制设施。渗流有限元计算中，该种坝基上下游覆盖层截断边界面位置及其边界条件的设置往往是影响结果的重要因素，对其确定方法的研究具有重要的实用意义。提出了渗流计算中采用缩尺单元方法分析坝基覆盖层截断面边界合理位置的方法。该方法只需要一个计算网格就可实现合理截断面边界位置的确定和正式的渗流计算分析。硬梁包水电站坝基为典型的强弱透水互层，其渗透系数差异达到了3个数量级。初步设计方案稳定渗流计算工况对渗流量基本不影响的上下游不透水截断边界面的位置离坝轴线远达40~80km。尽管河谷宽度与水位差之比高达16，该坝基相对不透水土层的局部缺失使渗流场有显著的三维特征。计算结果中防渗墙毗邻区域弱透水土层内的渗透坡降数倍于允许坡降，然而这些部位在防渗墙完整的前提下渗透破坏的风险却很小。渗透坡降的方向特征及渗透变形发生后的演化特征对渗透稳定风险评价是很重要的。     

深厚覆盖层土石坝渗流控制及三维数值分析

深厚覆盖层地基和两岸坝肩绕坝渗漏的存在,将影响水库的安全运行及水库工程效益的发挥,有必要采取相应的防渗措施,降低坝基及两岸坝肩的渗透流量。以某水库为例,建立了能够准确反映该水库的主要地质构造、坝体及坝基几何形状的三维有限元分析模型,考虑正常蓄水位下防渗墙的厚度(0.6、0.8、1.0和1.2 m)、延长两岸坝肩(50、60、70和80 m)及地基(6)-2地层的深度(3、6、9、12和15m)等方案,从地下水位线等值线、渗透比降、渗透流量等方面研究坝基和两岸坝肩的渗流场特性及稳定性分析。通过增加防渗墙厚度、延长坝基及两岸坝肩的深度,坝体、坝基及两岸坝肩内的地下水位等值线均向防渗墙处靠近,防渗墙内水头损失增大;坝体、坝基各分区及防渗墙的最大渗透比降满足渗流稳定性要求;延长防渗墙深入两岸坝肩的深度能有效降低坝肩的渗透比降,同时也能有效控制坝肩渗透流量,降低墙后坝肩浸润面;单纯改变防渗墙厚度并不能有效控制坝基渗透流量,需加深防渗墙深入坝基的深度来控制坝基渗透流量。建立的某深厚覆盖层土石坝的三维渗流有限元数值模型,进行了渗流控制方案的合理优化,该研究可为我国深厚覆盖层土石坝渗漏及渗透稳定问题评价研究提供重要依据。     

强渗透深厚覆盖层基坑排水施工方案的确定

介绍了沙河北倒虹吸工程基坑排水设施的布置方案和施工措施,希望对同类工程的施工具有一定的参考和借鉴作用.     

包罗水库大坝深厚覆盖层地基稳定性研究

包罗水库是解决云龙县河比江两岸灌溉及农村供水安全问题的重点工程,大坝坝高69.5 m。文章针对大坝坝基的深厚覆盖层,开展了一系列室内和原位试验,查清了地层的承载能力、变形特性、渗透特性等物理力学性质,对其可能出现的工程地质问题进行了深入的验算和分析,并提出了经济可行的地基处理方案。为峡谷区深厚覆盖层上的大坝建设提供了有益的借鉴。     

强弱透水相间深覆盖层条件下防渗墙深度对闸坝渗流特性的影响分析

针对闸坝基础为强弱透水层相间深厚覆盖层的情况,利用二维有限元渗流计算方法,研究了模型边界位置对闸坝渗流计算分析的影响,并分析了该地基条件下,防渗墙深度对闸坝渗流特性的影响.结果表明：模型上下游边界位置对闸坝渗流特性影响较大,随着上下游边界位置的延伸,闸坝渗流特性逐渐趋于稳定,可通过缩尺单元法来模拟边界延伸区域;随着防渗墙深度的增大,地基渗流量及闸底板扬压力逐渐减小,每当防渗墙封闭一个强透水层时,其均能有效地减小地基渗流量及闸底板扬压力.     

新疆下坂地水利枢纽工程深覆盖层防渗问题探讨

新疆下坂地水利枢纽工程与巴基斯坦塔贝拉坝工程都存在深覆盖层问题。通过对塔贝拉坝工程的实地考察 ,本文在综合对比和分析研究的基础上 ,指出了新疆下坂地水利枢纽工程采用水平铺盖防渗方案的可行性和应采取的技术措施     

透水覆盖层上土石坝渗流量观测设计方案综合评价方法

介绍我国建造在透水覆盖层上土石坝渗流量观测的现状;提出考虑技术、经济、效果、运行以及对环境影响等因素的渗流量观测设计方案的综合评价方法;实例分析表明该方法考虑因素比较全面,处理得当,易于操作,结论合理。     

西藏旁多水利枢纽坝基深厚覆盖层渗透稳定性研究

由于坝基为深厚覆盖层,因受到技术经济条件的制约,不能采用完全封闭的基础处理措施,因此带来坝基的渗漏及渗透稳定问题。文章通过对旁多水利枢纽深厚覆盖层渗透稳定进行分析,突破规范规定提出冰水堆积层的允许比降值选用0．4为宜。     

深厚覆盖层上土石坝防渗技术研究进展

从垂直防渗、水平防渗和联合防渗的角度,总结了深厚覆盖层上土石坝防渗的关键技术。阐述了混凝土防渗墙、灌浆帷幕、墙幕结合、水平铺盖等防渗措施在深厚覆盖层地基渗流控制上的创新和突破,并介绍了有限单元法、边界元法等数值模拟技术在土石坝渗流控制领域中的应用。结合3个代表性工程实例分析了深厚覆盖层上土石坝合理的防渗措施的选择及其优化方法,给出了深厚覆盖层上土石坝防渗的建议,并指出尚待深入研究的几个问题。     

深厚覆盖层地基渗流控制措施效果数值分析

结合某工程实例,应用有限元分析方法,分析了地基防渗墙深度、铺盖长度及覆盖层土体渗透性等因素对坝基渗流控制效果的影响。结果表明:覆盖层渗透系数较大时,覆盖层成为大坝渗流的主要通道,防渗墙只有完全截断覆盖层才能取得较好的防渗效果;当采用悬挂式防渗墙时,防渗墙深度取其与覆盖层厚度之比为0.7左右时较为合理;单纯依靠铺盖不能有效控制覆盖层地基渗流;覆盖层渗透性是坝基渗流控制较敏感因素,其渗透系数大小及渗透各向异性均对大坝渗流场有一定影响。     

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。     

弱透水地基上水平铺盖对闸基渗流场的影响研究

利用饱和-非饱和、稳定-非稳定渗流场有限单元法,建立固定网格的某闸基渗流场计算模型,研究弱透水地基上铺盖的长度和厚度变化对闸基渗流场的影响,以及铺盖止水破坏和铺盖产生裂缝情况下的闸基渗流场。研究表明,在弱透水地基上,水平铺盖对闸基的防渗作用并不明显,在止水破坏或产生裂缝时,增加铺盖厚度反而会导致闸基渗流场形态恶化。建议在弱透水地基上,铺盖的设置只要满足表面防冲要求即可,据此可对水闸设计规范中的相应条文作进一步细化和改进。     

深覆盖层上高土石围堰渗流场的敏感性分析

以某建基于深覆盖层上的高土石围堰工程为例,运用有限元法,进行了其渗流场关于覆盖层土体、基岩及混凝土防渗墙渗透系数的敏感性分析,探讨了围堰渗流场关于这些材料渗透系数的敏感性特征。结果表明:覆盖层土体、基岩及混凝土防渗墙渗透系数越大,围堰下游边坡出逸点越高,围堰及其地基的单宽渗流量越大,出逸段最大渗透坡降越大。因此,对于深厚覆盖层上的高土石坝围堰工程,覆盖层土体、基岩及混凝土防渗墙的渗透系数对其渗流场具有显著影响,在工程勘察设计过程中应尽可能合理地确定这些材料的渗透系数,以便通过准确合理地确定围堰及其地基渗流场,为围堰稳定分析提供可靠的依据。     

西藏旁多水利枢纽坝基深厚覆盖层防渗分析论证

旁多工程坝基覆盖层深厚。防渗面积大,且处于4000m以上的高海拔地区。因此,坝基防渗形式的选择合理与否是个关键问题。为此。通过比较灌浆帷幕、混凝土防渗墙、上墙下幕以及悬挂式防渗墙等方案,从防渗可靠性、施工技术条件、电力资源损失、运行检修条件及工程投资等诸多方面进行了综合比较,优选出坝基防渗的最佳方案。