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。     

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。     

基于RVM-CS的工程区地层渗透系数反演分析

为了准确确定工程区各地层渗透系数,基于相关向量机(RVM)与布谷鸟算法(CS)建立反演分析模型,对研究区域内各地层的渗透系数进行反演分析。首先,基于均匀设计法构造渗透系数组合,利用有限元计算测点水位值并生成RVM学习样本;随后,通过训练RVM构建渗透系数与水头之间的映射关系,使其能够代替有限元方法快速地完成渗流计算;最后,根据工程区钻孔的实测水位值,利用CS算法搜索确定区域内各地层的渗透系数。将建立的渗流反演模型应用于某大型抽水蓄能电站工程区的初始渗流场中,结果表明:所建立的渗流反演模型能够考虑多地层渗透系数和钻孔水头间的非线性,RVM能代替有限元模型,可快速、精确地确定渗透系数;此渗流反演模型在大型抽水蓄能电站工程区反演结果合理,精度满足工程要求。     

基于抽水试验的场地黏性土层渗透特性确定

为研究淮河防汛调度楼工程场地Q₃ 黏性土层的渗透特性,采用抽水试验测定其渗透系数、地下水流向、流速等水文地质参数。试验结果表明:Q₃ 黏性土层平均渗透系数为2.42×10^-3 cm/s;地下水流向为自北偏西27.5°流向南东;地下水最大允许渗流速度为3.28×10^-3cm/s;影响半径往西方向为87m,往北方向为71m。     

三马山滑坡渗透系数反演分析

在水库岸坡渗流场及稳定性分析研究中,渗透系数的取值至关重要。采用Geo-studio二维有限元分析软件中的渗流分析模块Seep/w,对三峡库区三马山滑坡进行了渗透系数反演分析。首先以勘察期的水库稳定水位为水头边界条件,以现场简易渗透试验所得渗透系数为参考,进行地质建模;然后进行各种工况条件下的渗流分析及反演,确定库岸边坡的渗透系数。反演所得的渗透系数与现场试验所得的渗透系数属同一数量级,模拟的浸润线和勘察得到的浸润线基本重合,表明通过渗流反演确定渗透系数的方法是可行的。     

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。     

某面板堆石坝渗流控制措施有效性评估

本文基于ANSYS运用三维稳定渗流有限元法对某面板堆石坝进行渗流稳定性分析,研究了渗控措施设计方案下工程的渗流场分布及渗透稳定性,评价渗控措施的有效性,并对混凝土面板和防渗帷幕的渗透系数的变化对大坝渗流场的影响进行模拟.研究结果表明:大坝防渗系统防渗效果较好,有效的控制了坝内渗流场的分布;混凝土面板及防渗帷幕渗透系数的改变对渗流场影响较大,在渗控系统的施工过程中须严格控制施工质量.     

纳子峡面板砂砾石坝渗流性态三维有限元分析

根据纳子峡水电站工程坝址区地形地质条件,建立了坝址区三维渗流有限元模型,计算分析了正常蓄水、设计洪水和校核洪水3种工况下坝体及坝基的稳定渗流场,获得了坝体和坝基的位势分布、坝体各分区的渗透坡降及渗透流量等。计算结果表明,在各种工况下坝体及坝基的渗流场符合一般规律,混凝土面板及防渗帷幕等组成的防渗系统可消减水头84%以上,其作用明显;混凝土面板及坝基防渗帷幕的渗透坡降较大,垫层、砂砾料区等的渗透坡降很小,坝体各分区的渗透坡降均小于材料的容许渗透坡降,大坝防渗排水系统的设计在技术上是合理的。     

密云水库潮河主坝渗流反演计算及分析

运用Gro-Seep软件,采用有限元分析方法和饱和-非饱和渗流理论反演大坝最大断面处各部位材料的渗透系数,演算设计水位下大坝的浸润线、渗透梯度、等水头线、水压力等工作参数,并与设计允许值进行对比,判断大坝的运行状态。     

三溪浦水库防渗墙下游侧水位偏高的成因分析

为了分析三溪浦水库维修加固工程后混凝土防渗墙下游测点水位实测较设计计算结果相比偏 高的原因,在排除混凝土防渗墙施工质量问题的前提下,通过维修加固工程前大坝渗透状态与相关资料 分析,发现维修加固工程前坝体及坝基的渗流场的渗透坡降较大,在长期的高坡降作用下心墙内细颗粒 被渗透水流带入松散的砂砾石透水坝基内沉积下来,从而将坝基淤堵,抬高了该区域的浸润线,最后利 用测点的实测水位反演坝基的渗透系数,获得了与实测值较为相符的大坝渗流场,并发现反演得出的坝 基的渗透系数比原设计采用的坝基渗透系数小,而与心墙的渗透系数较为接近,从而初步验证了坝基淤 堵这一结论的合理性。     

考虑渗透溶蚀作用的防渗帷幕耐久性控制指标

帷幕是水工程常用的防渗结构,在其长期的服役过程中,渗透溶蚀会导致固相钙分解,渗透系数增大,防渗作用下降。目前,帷幕的渗透溶蚀耐久性缺乏控制指标,影响工程效益。在综合分析各种相关文献、试验和仿真模拟基础上,本文提出了水泥基材料渗透-溶蚀耦合分析模型,研究了渗透系数、固相钙成分对帷幕渗透溶蚀耐久性的影响,发现孔隙溶液的渗透流速影响帷幕的溶蚀进程,氢氧化钙和水化硅酸钙含量决定了最终溶蚀程度,建议采用帷幕孔隙溶液流速和氢氧化钙含量作为耐久性控制指标,当氢氧化钙含量控制在2%以下、帷幕孔隙溶液渗透流速不超过1×10~(-6)m/s时,帷幕渗透系数在运行50 a以后增大值在1个数量级以内。     

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。     

南水北调配套大宁水库基岩帷幕灌浆试验

以北京市南水北调配套大宁水库工程塑性混凝土防渗墙下基岩帷幕灌浆试验为例,从灌浆试验区地段选择、灌浆压力初选、浆液比级、灌浆分序、灌浆方法、灌浆效果检查等方面对灌浆试验方案设计进行了全面阐述,并对试验过程中获得的数据进行了"不同孔序灌前与灌后压水透水率Lu值、单位注入量与不同孔序之间的关系、检查孔与先导孔灌前压水透水率Lu值以及检查孔各段透水率Lu值"共4个方面的统计分析。根据统计分析结果,结合试验过程中随上部防渗墙抬动而调低灌浆压力值的情况,确定了大宁水库工程基岩灌浆施工所需要的施工参数,为正式进行灌浆施工提供了技术实践基础。     

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。     

泸定水电站防渗墙下深厚覆盖层帷幕灌浆施工技术

泸定水电站坝址主河床段长100.54 m,采用悬挂式防渗墙,最大墙深110 m。墙下接覆盖层帷幕灌浆,帷幕灌浆孔入岩深度10 m,最大单孔深度达154.8 m。防渗墙下覆盖层层次结构复杂,渗透性强,成孔率低,灌浆效果难以保证。从钻孔控制、浆液成分及配比、灌浆压力的选择、灌浆结束标准、灌浆质量检查等方面对覆盖层帷幕灌浆施工进行了分析总结。     

三峡永久船闸高边坡三维饱和--非饱和渗流场分析

三峡2号永久船闸高边坡在降雨入渗条件下闸室混凝土衬砌边墙的外水压力可能很大,有工程后患之虑。论文针对这个三维降雨入渗复杂渗流场问题,采用基于广义达西定律理论之上的非稳定饱和——非饱和渗流场求解的有限单元法,对不利的连续数天降暴雨情况下的不同时刻的边坡渗流场特性进行计算分析,给出各个典型时刻2号船闸高边坡体中渗流场等水头线和闸室混凝土衬砌墙背面外水压力水头的大小,并与设计允许值进行对比分析,进而给出降雨入渗对闸室边墙稳定的影响程度,有无破坏性作用等。     

小南海水库地震堆积坝体生产性试验灌浆研究

通过生产性试验灌浆研究,进一步证明地震堆积坝体具有良好的可灌性,帷幕灌浆能够解决坝体的渗漏问题.采用硬质合金或金刚石钻头泥浆护壁、分段回转钻进的钻孔方法和孔口封闭、自上而下分段、孔内循环式的灌浆方法,灌注水泥粘土浆液,适当提高中排孔的灌浆压力,对堆积坝体进行帷幕灌浆在技术上是可行的;采用三排帷幕,按渗漏分布现状进行灌浆孔的布置,最大孔距3.5m,深入基岩1.0m,可以形成完整、连续、可靠的防渗幕体,满足坝体防渗要求;采用潜孔偏心锤跟管钻进、多级孔径套管护壁钻进等施工工艺,可以解决检查孔的钻进问题;采用静水头压水试验,测试成果可以真实地反映地层的透水特性.从试验灌浆资料和质量检查分析,试验灌浆效果明显,达到了指导帷幕灌浆设计和施工的目的.     

深厚复杂覆盖层上高土石围堰三维渗透稳定性分析

以某大坝深厚复杂覆盖层上的高土石围堰为例,运用三维渗流有限元理论及3D-seep计算软件,研究了围堰防渗墙的设计深度,研究发现单纯依靠增加防渗墙的深度并不能解决基坑渗流问题,也不经济,因此建议同时对左右岸岩体进行帷幕灌浆防渗处理。其次以帷幕防渗处理后左右岸岩体的绕渗流速与防渗墙底部的绕渗流速相等的原则,研究确定了帷幕灌浆的宽度。之后又对左右岸岩体和防渗墙的渗透系数进行了敏感性分析,得出左右岸岩体和防渗墙的渗透系数是敏感性参数,若能减小其渗透性,基坑渗流量将会明显减小。最后给出了推荐的围堰防渗方案,并对推荐方案的合理性进行了分析研究。