国外某砂砾石地基冲砂闸渗流分析

针对国外某砂砾石地基闸坝工程建成运行后可能出现的止水破坏和排水堵塞问题,选取了砂砾石覆盖层地基上的冲砂闸典型断面作为计算对象,根据地基土种类判断潜在渗透破坏的类型,确定渗流出口布置反滤层时允许的水力比降;采用数值方法求解不同工况下的渗流比降、渗漏量和基底的扬压力。在此基础上,采用简单直观的经验方法——莱因法对计算结果进行比较。比较结果表明:两种不同方法的计算结果反映了各种工况下的渗流要素变化规律,可为冲砂闸渗流控制设计提供理论依据。     

江苏泗阳第二抽水站工程渗透铺盖反滤层的设计

针对江苏泗阳第二抽水站工程地基有一高承压水土层、下游渗透铺盖下地基土水力比降大的具体情况 ,进行渗透铺盖反滤层设计 ,铺盖下设置垂直砂桩群和 3层反滤材料 ,既维持土体稳定又削减了承压水头 ,运行效果较好 .     

再论砂砾石地基上闸坝渗流控制原理与方法--兼答张文倬同志

感谢张文倬同志的讨论。讨论文可归纳为三个问题 :( 1)砂砾石地基内部管涌的机理、危害性及反滤层的作用 ;( 2 )合理确定闸基最大出逸水力比降的原则 ;( 3)坝基防渗方案优化设计需要深化。上述三个问题在坝工建设中具有一定的普遍性 ,借此谈谈个人的认识。1　内部管涌的机理、危害性及反滤层的作用　　砂砾石是砂和砾石或卵石混合物的统称 ,只要是砂中含有卵砾石或卵砾石中含有一定量的砂 ,习惯中统称砂砾石。这种土的共同特点是颗粒组成曲线的变化范围很大 ,若以不均匀系数Ｃｕ 表示曲线的变化范围 ,则Ｃｕ 一般变化于 10～ 10 0 0之间 ,个…     

江河大堤双层地基渗透破坏机理模型试验研究

本文通过模型试验研究了双层地基的渗透破坏问题。在模型设计中不仅考虑下层地基中承压水头的大小,而且考虑土的渗透稳定性,并以下层出现的承压水头大小按两土层渗透系数比值,将其细分为4种地层结构,分别研究其渗透破坏机理。试验结果表明,渗透破坏都是开始于上层土,上下两种土层渗透系数之比大于100的地层为最危险结构,最终控制地基渗流稳定的是下层管涌型土层。整个破坏过程可描写为上层流土穿孔—下层管涌—上层流土破坏向堤脚发展—上层整体破坏。下层管涌型土的允许水力比降应采用水平允许水力比降,以此确定双层地基不允许的渗透破坏范围。     

对<砂砾石地基上闸坝渗流控制原理与方法>的讨论

读了《水电站设计》13卷第 4期上刘杰同志的著文《砂砾石地基上闸坝渗流控制原理与方法》一文后 ,得到许多益处 ,对今后设计工作是有帮助的。但对文中某些分析 ,因对设计关系较大 ,现提出粗浅看法 ,讨论如下。( 1)在该文 2 1 2节的 13行中谈到“如果土层内部有可移动的细颗粒而无出口 ,最终将自行停止 ,不会给建筑物带来危害。”设有一混凝土坝或圬工坝建在与坝底基础面接触较宽的砂砾石层上 ,若受渗流作用且基础内存在有可移动的细颗粒 ,当渗流出口采用反滤层保护 ,细颗粒虽不致被带出 ,但细颗粒会向渗流出口附近逐渐集中 ,则在坝底宽基础…     

无限深透水地基上土石坝渗流控制边界元法初探

简述渗流控制理论的发展现状，指出建在无限深或较深厚覆盖层透水地基上的土石坝，其渗流控制措施的设计尚不够完善。在分析几种渗流控制的计算方法后认为，用边界元法研究无穷远处的边界条件是适合的，据此用边界元法对无限深透水地基上修筑土石坝的渗流计算问题进行了分析和讨论，提出了建模思路，给出了边界元法的数学模型。     

关于堤基渗流无害管涌试验研究的讨论

毛昶熙先生等人在水利学报2004年11期“堤基渗流无害管涌试验研究”一文中,根据试验结果提出判别细砂地基无害管涌的准则是允许水力比降为0．07,细砂堤基的渗流控制应按．J允许≤0．07考虑,同时进一步肯定,以前在闸底板长度设计中所建议的细砂地基的渗流控制水力比降为0．07是正确的。根据中国水利水电科学研究院多年的研究成果,我们认为尚值得商榷。众所周知,布莱的统计结果认为细砂的J允许=0．067,它是代表近一个世纪以前国外修建水闸的水平。近半个世纪以来,土的渗透稳定理论的发展结果表明,细砂的允许水平比降,无论是土体本身还是沿不同土层接触面的接触冲刷水力比降远大于0．07。水工建筑物防渗体优化设计的原则是既安全又经济,其中起关键作用的因素是接触冲刷抗渗强度的取值问题。为此,本文对毛先生的论述作一肤浅的讨论。     

关于砂砾石面板坝排水问题的探讨

砂砾石越来越广泛地被选作高面板坝的筑坝材料。但天然砂砾石因地质成因不同，级配、渗透系数、含泥量等离散性较大，在一定的水力比降下，存在管涌破坏和表失自由排水能力的可能性，因此渗流控制非常重要。用砂砾石等弱透水坝料填筑的面板坝坝体，若其渗透系数小于或等于１０－２ｃｍ／ｓ～１０－３ｃｍ／ｓ，则必须将渗流控制放在首位，除做好面板、垫层两道防线外，设烟囱式排水或“Ｔ”型排水将是十分重要的。     

土石坝研究工作中的几个问题

章阐述了坝料的压实方法、压实标准、压实特性；土的本构关系与土的结构，组织、应力的关系：弹塑性本构关系模型和计算方法的准确性；坝体和坝基的渗流控制，坝壳与心墙的相对刚度，影响坝体的安全；心墙裂缝的抗冲刷和加固处理；离散性土料心墙与坝壳间的过滤层要满足过滤足够厚度和质量要求；砼心墙作为地基的防渗帷幕，对心墙下的砂砾地基进行不同深度的灌浆处理。     

无黏性土层之间渗流接触冲刷机理试验研究

判别无黏性成层土产生接触冲刷的准则及确定产生接触冲刷的水力比降是研究渗流控制措施的必备要素,为工程界所关注。根据对试验资料的整理与分析,阐明了无黏性成层土产生接触冲刷的几何条件和水力条件,同时建立了产生接触冲刷的临界水力比降与两土层特征粒径的函数关系,可以用来判别无黏性双层土之间是否会产生接触冲刷。如果判明会产生接触冲刷,可进一步计算出产生接触冲刷的水力比降,这对土工建筑物的渗流控制具有指导意义。     

反滤层粒度组成及厚度对大坝渗流特性的影响

反滤层的粒度组成和反滤层厚度及其结构对大坝渗流特性具有显著的影响。针对某黏土心墙砂砾石坝,设计了黏土心墙两侧反滤层材料的颗粒级配范围线（上、下包线）,配制了材料颗粒级配,并对其进行了4组渗透变形试验,获得了试验材料的临界坡降、渗透系数和渗透破坏形式。根据渗透试验结果和双层反滤结构,采用有限元数值方法对两层反滤料厚度的11种组合（厚度变化范围为0.5~2.5 m）的大坝渗流特性进行了模拟分析。结果表明:（1）反滤层的第一层粒度较细,包线内土料粒度由细变粗时,对渗透系数的影响较小,对临界坡降和破坏坡降的影响较大,且破坏类型由流土变为管涌形式;第二层反滤砂砾石颗粒较粗,且粒径5 mm以下细颗粒含量很少,渗透特性取决于粗粒材料的含量,为过渡型破坏类型。（2）当双层反滤层总厚度不变（厚度3 m）时,改变反滤层的厚度组合和粒度组合,对大坝单宽渗流量和心墙出逸点高程的影响较小。第一层反滤料厚度从0.5 m增加到2.5 m,心墙和反滤料的出逸比降均呈非线性增长,第一层反滤料出逸比降增幅为92.7%,第二层反滤料的出逸比降增幅为70.0%。第一层反滤料粒度变化比第二层反滤料粒度变化对心墙和反滤料出逸比降的影响小。（3）反滤层厚度保持3 m时,建议第一层反滤料厚度取1.0~1.5 m,相应地第二层反滤料厚度取2.0~1.5 m;粒度组成选取两层反滤料都靠近下包线位置,即粒度较粗为最优。     

文得根水利枢纽粘土心墙坝反滤层设计及优化

反滤层设计是土石坝设计的重要组成部分,文中依据《碾压式土石坝设计规范》中反滤层设计方法,结合施工现场土料场与坝体砂砾石的颗粒级配曲线,进行文得根水利枢纽粘土心墙砂砾石坝反滤层设计.设计的反滤料除满足规范要求的保土、透水等要求外,同时还满足级配连续的要求,并考虑施工中可能发生的不利因素,以保证大坝的安全.     

关于砂砾石面板排水问题的探讨

砂砾石越来越广泛地被选作高面板坝的筑坝材料。但天然砂砾石因地质成因不同，级配、渗透系数、含泥量等离散性较大，在一定手水力比降下，存在管涌破坏和珍失自由排水能力的可能性，因此渗流控制非常重要。用砂砾石等弱透水坝具筑的面板坝坝体， 其渗透系数小于或等于１０＾３ｃｍ／ｓ－１０＾－３ｃｍ／ｓ，则必须将渗充控制放在首位，除做好面板、垫层两道 防线外，设烟囱外排水或“Ｔ”型排水将是十分重要的。     

墙幕结合防渗体系对深厚砂砾石坝基渗流影响分析

结合新疆下坂地水库工程,采用有限元数值模拟计算的方法,研究分析深厚砂砾石地基墙幕结合防渗体系深度变化对坝基渗流的影响规律,探索出深厚砂砾石地基墙幕结合防渗体中防渗墙深度存在一个最优深度,并非越深越好,对深厚砂砾石地基防渗体系的设计和施工具有参考作用。     

泗阳第二抽水站工程渗透铺盖反滤层的设计

泗阳第二抽水站工程地基有一高承压水土层，下游渗透铺盖下地基土水力比降大，针对工程的具体情况，选用成熟的设计理论和方法，铺盖下设置垂直砂桩群和3层反滤材料，既维护土体稳定又削减了承压水头，运行效果较好。     

砂卵砾石地基上的土石坝分区材料研究

云南青山嘴水库主坝为坐落在砂卵砾石地基上的砾石(黏)土心墙石渣坝。针对其筑坝材料的料源组成复杂、地基存在不均匀沉陷及地震液化问题等特点,对坝基砂卵砾石层进行强夯处理,防渗心墙采用砾石土料和黏土料两种防渗土料填筑,坝体采用以砂泥岩为主的夹砂砾岩、砾岩石渣料填筑;防渗心墙反滤层按保护两种心墙料要求设计,心墙下游坝基面按满足与坝体间的过渡关系设置水平反滤层,有效地解决了坝体和坝基的渗透破坏问题,使心墙防渗土料和坝基砂卵砾石层均得到保护,保证了大坝的渗透稳定性。工程于2009年投入运行,实测不同库水位情况下的主坝渗漏量变化和坝体累计沉降量均低于设计值,施工质量良好,运行情况稳定。     

土石坝坝体反滤层与渗流控制

综述了土石坝坝体反滤层的功能与设计原则,引用工程实例说明防渗体裂缝在反滤层保护下可以自愈,以期使设计与施工人员进一步明确采用反滤层保护大坝渗流出口是实现渗流安全控制的关键性措施。     

深厚覆盖层泄洪冲沙闸防渗墙结构优化比选

新疆ZG水电站工程泄洪冲砂闸修建于深厚覆盖层上,闸室渗流控制问题尤为显著,通过大型商用有限元软件ABAQUS建立了混凝土护坦、连接板、防渗墙、泄洪冲沙闸、砂砾石覆盖层的三维模型用于防渗墙结构优化比选分析,结果表明：随着防渗墙不断加深坝基渗漏量与下游逸出点水力比降逐渐减小,但是,如果防渗不完全截断覆盖层下游逸出点水力比降无法满足设计要求,最终确定采用全断面防渗。在确定最优方案后分析了不同工况下渗漏量及坝基渗透稳定性均满足要求。     

柴河水库右坝段坝基渗流控制效果分析

柴河水库右坝段地基的渗流控制效果是十多年来一直有疑虑的问题。本文应用测压管观测资料分析了坝基中实际出现的最大水力比降,并利用室内试验确定了坝基砂砾石层与淤泥层之间的允许接触冲刷水力比降。同时,通过观测资料的分析及室内试验资料的论证,认为右坝基的渗流控制措施可以满足防渗和渗透稳定的要求,肯定了大坝可以投入正常运行,因而柴河大坝已于1986年投入正常运行。     

无限深透水地基上土石坝铺盖长度对坝基渗流的影响

采用边界元法研究无限深透水地基上土石坝铺盖长度对坝基渗流的影响。土石坝坝基渗流量随铺盖的延长逐渐减小,并呈抛物线形分布;当铺盖长度达到一定值时,水力坡降稳定且渗流量的变化也不明显。由此,提出了建在无限深透水地基上的土石坝水平铺盖长度与坝前水头的关系。