库水位降落作用下均质土石坝渗流场及坝坡稳定性分析

为研究某水库均质土石坝库水位降落作用下均质土石坝瞬态流场特性及其对坝坡稳定性的影响,基于饱和-非饱和非稳定渗流理论及极限平衡法,应用GeoStudio有限元分析软件中的SEEP/W及SLOPE/W模块进行库水位降落作用下的瞬态渗流场及稳定性数值模拟分析,探讨了不同速率库水位降落作用下的坝体内部渗流场及坝坡稳定性变化规律。结果表明,考虑非饱和渗流时,在库水位降落作用下,坝体浸润线变化滞后于库水位降落,且库水位降落速率越大,滞后现象越严重,上游坝坡内部形成倒流现象,产生指向坝坡外部的渗透压力;库水位降落作用下,坝坡稳定性呈现"降低—回升—平缓"的变化趋势,库水位降落速率越大,坝坡稳定性系数最小值越低,对坝坡稳定性越不利。研究结果可为土石坝边坡稳定性评价提供参考。     

库水位骤降下除险加固后土坝安全性态响应及评价

为了研究库水位骤降对土石坝工程安全性态的影响,基于土体的非线性特性及渗透特性,利用有限元法模拟水位变动下的坝体渗流场及稳定性的响应情况,将得出的孔隙水压力、水面线等结果应用于上游坝坡的稳定性响应研究中。计算结果表明,水位降速越大,浸润线最高点越高,逆流越明显,上游坝坡稳定性越差,恢复至稳定的时间越久;坝体渗透系数越小,临水坝坡浸润线上凸现象越明显;坝内渗流场的变化滞后于库水位下降的时间。即便是除险加固工程,也要合理控制库水位的降落,为水位骤降时边坡类工程的合理运行与管理提供了可靠的依据。     

旱涝急转条件下土石坝渗流特性分析与安全控制

为分析旱涝急转条件下土石坝的渗流特性,基于非稳定饱和—非饱和渗流理论及其有限元方法,分析了长江中下游某粘土心墙坝在旱涝急转期间不同库水位上升速度下瞬时浸润线、等势线、渗透坡降等渗流要素的变化特性,建立了渗透坡降与库水位上升历时的经验关系,通过库水位上升速度判断坝体渗透安全性能,并计算了渗流安全控制条件下的临界库水位上升速度。结果表明,旱涝急转期间,随着水库水位抬高、上升速度增大,土石坝渗流场呈现规律性变化;利用库水位上升速度评价坝体渗流安全性能,对于旱涝急转条件下坝址区合理分洪调洪措施制定等具有重要意义。     

方溪面板坝面板缺陷渗流特性及静动力稳定性数值模拟研究

针对目前面板缺陷下的面板坝渗流特性及静动力稳定性研究较少的问题,以方溪面板坝为例,利用Geo-studio软件建立了面板及缺陷有限元计算模型,数值模拟了不同缺陷情况及不同库水位情况下的面板坝动静力渗透稳定性,得到了坝体内部浸润线变化及坝体上下游的静动力安全系数变化规律。计算结果表明,缺陷的产生使面板处出现了渗漏通道,较完整面板来说大大抬升了面板坝内部的浸润线,主要浸润线抬升部位在靠近面板处,在下游坝坡处浸润线区别则较小;缺陷尺寸越大且缺陷高程越高,浸润线的高程越高,坝体渗漏量越大,但缺陷尺寸的影响小于缺陷高程的影响;上游坝坡的静力安全系数整体上随库水位的升高而上升,下游坝坡则相反。库水位水平高于缺陷高程时,缺陷高程越高,缺陷尺寸越大,安全系数则越低,同时上游坝坡的静力安全系数大于下游坝坡的静力安全系数;缺陷面板遇上地震工况时,上下游坝坡整体安全系数明显下降,下游坝坡在部分工况下处于失稳状态。研究成果对于面板坝灾害防治有一定积极意义。     

库水位升降对那板心墙土石坝渗流场及坝坡稳定性的影响

以那板心墙土石坝为例,基于多孔介质饱和—非饱和渗流基本原理,采用有限元方法对该坝在不同库水位升降速度条件下的瞬态渗流场进行了数值模拟,并将瞬态渗流场与极限平衡法相结合分析了坝坡的稳定性。结果表明,坝体渗流场的变化相对于库水位的变化具有明显的滞后性,该滞后性对库水位快速下降条件下的上游坝坡的稳定极为不利,而对库水位快速上升条件下的上游坝坡的稳定有利,为库水位变化对土石坝渗流场及坝坡稳定性分析评价提供了参考依据。     

不同面板缺陷下面板堆石坝渗透稳定性数值模拟研究

为研究不同面板缺陷联合库水位变动(库水位高程、库水位骤降速率、缺陷高程、缺陷尺寸)对面板堆石坝渗透稳定性的影响,以浙江省临海市某面板堆石坝为例,利用岩土软件Geostudio的Seep/w与Slope/w模块对含不同缺陷及不同库水位情况下的面板堆石坝进行了有限元分析,得到了渗漏量、面板后浸润线高程及上下游坝坡的安全系数变化规律。计算结果表明,库水位高程越高,面板坝坝后浸润线高程越高,坝体的渗漏量越大,上游坝坡安全系数越大,下游坝坡安全系数越小;当库水位高程低于缺陷高程时,完整面板坝与含缺陷面板坝的渗透稳定特性一致,当库水位高程大于缺陷高程时,库水位水平越高,面板坝后的浸润线高程越高,同时渗漏量也越大;库水位骤降下面板坝内部浸润线呈现先疏后密的规律,在库水位骤降经过缺陷高程时,坝体内部浸润线有个突然下降的过程;一旦面板发生缺陷,面板坝后的浸润线及渗漏量会出现较大的增长,安全系数下降幅度也较大,缺陷高程越高,面板坝后浸润线高程及渗漏量越大,安全系数也越小;缺陷尺寸越大,面板后的浸润线高程及渗漏量也越大,安全系数越小,但变化幅度较小,同时,上游坝坡的安全系数整体上要大于下游坝坡。     

库水位变动及降雨共同作用下心墙坝坝坡稳定性研究

为研究库水位变动和降雨共同作用对心墙坝上下游坝坡稳定性的影响,考虑渗流场和应力场的耦合作用,基于非饱和渗流原理,考虑不同降雨强度、不同降雨类型（4种）及不同库水位升降速率,对心墙坝遭遇库水位变动和降雨时的渗流和坝坡稳定性情况进行有限元模拟。结果表明,水位变动速率主要影响上下游坝坡安全系数趋于稳定的时间;降雨类型和降雨强度是影响心墙坝下游坝坡安全系数的主要因素,但对上游坝坡的安全系数变化影响较小;在下游坝坡安全系数〖JP2〗趋于稳定时,各降雨类型的安全系数大小为前锋型≥中锋型＞〖JP〗平均型＞后锋型;无论是水位上升阶段还是水位下降阶段,降雨都会降低下游坝坡的安全系数。该研究结果为心墙坝遭遇极端工况条件时进行风险分析和应急管理提供了参考依据。     

海马箐水库粘土心墙堆石坝渗流稳定有限元分析

为同时考虑粘土心墙堆石坝渗流场和应力场耦合作用,以海马箐水库工程粘土心墙堆石坝为例,采用有限单元法计算了正常蓄水位时坝体位移、应力特性及渗流时坝体边坡稳定性。结果表明,大坝在正常蓄水位下不会出现渗透破坏,心墙坝的应力〖CD1〗应变符合一般规律,坝体的应力和变形性态基本良好;在稳定渗流作用下,上、下游坝坡稳定,抗滑稳定安全系数均满足规范要求。     

百色水利枢纽银屯副坝渗流分析

百色水利枢纽在蓄水运行以来,银屯副坝左垭口和右垭口的渗流特性表现出较大差异。为分析此差异,依据坝体渗流渗压、绕坝渗流和坝后渗流量监测数据,从渗压水位变化过程、渗压水位与上游水位相关性、坝体浸润线等方面,分析并评价大坝渗流特性与渗流状态。结果表明,右垭口可能存在通过右岸山体与上游库水相通的渗漏通道。该方法可为同类工程监测资料分析提供借鉴。     

非稳定渗流条件下含类泥质互层面板堆石坝稳定性分析

国外某水电站混凝土面板堆石坝施工期间,坝体分层碾压时层面形成类泥状物质,因无法彻底清除,从而导致堆石区80cm/10cm的互层。为分析类泥质互层对面板堆石坝坝坡稳定性影响,建立了含类泥质互层三维坝体渗流及二维坝坡稳定性分析模型,分析了非稳定渗流条件下坝体渗流场,研究了渗流作用下坝坡的稳定性。结果表明,蓄水及泄放洪期,类泥质互层对坝坡稳定性影响较大;滑弧底部基本是沿着类泥质夹层层面滑出;泄放洪期,水位骤降引起内水外渗,易导致坝坡失稳,因此提出控制水位下降速率以保证坝坡稳定性。     

溢流重力坝拟定剖面尺寸的若干问题

溢流重力坝是最广泛采用的坝型之一。为了减少坝体工程量，加大流量系数，本文就ＷＥＳ剖面曲线形式，挑流消能在不同挑角下坝高Ｐ１／Ｈ与挑距Ｌ／Ｈ的关系，以及面流和底流消能的堰面尺寸进行了讨论。介绍了用迭代法求解收缩断面水深，以便确定底流消能的有关尺寸。此外，还介绍了遇有完整基岩和软弱结构面时齿墙尺寸的确定。     

太平湾大坝扬压力超限原因及抗滑稳定分析

针对太平湾大坝坝基扬压力超限较为突出的问题,结合坝基地质构造、地基处理和扬压力观测系统历次改造情况,综合分析了坝基扬压力超限的原因,并对超限坝段坝基抗滑稳定性进行了研究。结果表明,坝基岩石力学参数不理想所带来的先天性不足是扬压力超限的根本原因,坝基排水不畅和渗漏通道封堵不严是造成扬压力居高不下的主要因素,扬压力在设计工况下大坝偏于安全,但在特殊工况下(如七度地震荷载)坝基安全得不到有效保证,应提高警惕并进一步控制和降低扬压力系数,从而确保大坝安全。     

黄土高原淤地坝工程建设监理有关问题探讨

黄土高原淤地坝工程建设监理部门责任重大,监理难度大是淤地坝监理的主要特点,加强思想建设和程序完善,注重试验是主要的监理方法。     

基于时间序列法的高拱坝强度安全裕度分析评价模型及应用

为定量分析高拱坝坝体及坝基强度安全裕度,以时间序列法为理论基础,根据应力计及应变计的监测数据系列计算出坝体及坝基的实测应力,利用实测应力与容许应力的差值和标准应力的比值构建强度安全裕度场,建立了高拱坝坝体及坝基强度安全裕度分析评价模型。通过对监测数据的分析计算,实时反馈拱坝坝体及坝基强度安全裕度水平,并对强度安全裕度进行了二步预测,通过对比预测值与实测值,验证了模型的有效性。     

池潭大坝坝基渗流异常成因解析

针对池潭大坝6^#～8^#坝段坝基出现扬压力测孔水位较高、6^#坝段坝基渗漏量较大等异常情况，根据坝基渗流实测资料，应用有关的数学模型对异常情况进行了定量和定性的分析，解析了异常情况的成因，对相应坝段渗流性态进行了评价。     

基于元胞自动机的土石坝溃决模拟

基于元胞自动机理论,结合土石坝实际状况,模拟了导致土石坝溃决的主要要素,建立了土石坝溃决演化模型,并以大洼水库为例,采用该模型模拟了漫顶溃决和渗流破坏引起的土石坝溃决。结果表明,模拟结果与现场试验结果吻合较好。     

横缝灌浆对向家坝岸坡反拱坝段工作特性影响研究

为明确横缝灌浆对采用反拱形式布置的重力坝坝体工作性态的影响,采用三维有限元方法分析了向家坝岸坡反拱坝段在单独温度作用下的变形和应力。结果显示,横缝灌浆对坝体变形和坝踵应力变化规律影响显著;在单坝段满足稳定条件下横缝不宜灌浆。     

丹江口重力坝二期加高非线性有限元接触分析

为了论证大坝加高后坝体联合剖面的变形及稳定是否满足要求，利用变分原理和最小位能原理将非线性有限元接触问题转化为标准的凸二次规划问题，然后采用基于扩展拉格朗日方法的序列二次规划优化法求解，重点研究了新老混凝土界面不同连结情况下的大坝应力、变形和稳定性状。计算结果表明，大坝加高后的整体变形、坝址坝踵和接触缝键槽处的应力以及整体稳定安全系数均满足设计要求。     

石门拱坝坝踵裂缝的探讨

本文通过石门拱坝坝踵裂缝实测资料的分析,证明了坝踵存在裂缝的发展;借助基岩应力和坝基渗漏的变化过程,说明了裂缝局部存在于8~#～11~#坝体混凝土与基岩交界面,裂缝的季节性开合,使得坝基扬压力渗漏随之陡升,构成拱坝稳定的不利因素;提出了坝基未设帷幕坝段补设帷幕的可能性,加强坝踵裂缝的监测,为大坝安全运行提供必要的措施和依据.     

折线形坝轴线重力坝地震动力反应分析

以某折线形坝轴线碾压混凝土重力坝为工程背景,基于有限元软件ADINA进行重力坝全坝段三维有限元时程动力分析,研究了该重力坝的抗震性能,确定了坝体抗震的薄弱部位。结果表明,该折线布置重力坝的动力反应规律与一般重力坝基本相同,但左岸转折后的岸坡坝段横河向动力反应较大,转折处楔形坝段上游面出现较为显著的坝轴线方向拉应力,应采取一定的抗震措施确保转折处楔形坝段的抗震安全性。