高土石坝渗流参数敏感性分析

鉴于坝体防渗中,材料的渗透性对坝的渗透稳定起着重要作用.文章在分析材料各向异性的情况下,考虑非饱和区的影响,分别对其进行渗流分析.探讨不同的渗流参数对心墙土石坝渗透稳定的教感性.结果表明:考虑非饱和区的影响,水平渗透系数增加,单宽流量增大.     

土石坝心墙的三维渗流

土石坝心墙的三维渗流Ｋ．Ｈ．阿纳哈耶夫渗流的二维特性对土坝渗透参数的影响很大，于山区狭窄坝址处尤为明显。之所以需要研究这种现象，是由于需要合理选用坝的断面和尺寸、坝的防渗构件以及选择过渡区滤层和排水设施等缘故，Ｅ．Ａ．查马林、阿斯库拉瓦、波克罗夫斯基...     

土石坝心墙病害致渗流场畸变数值模拟研究

土石坝在我国大坝总量中所占比例很大,并且大量土石坝存在超龄超限服役等问题,导致这些大坝发生渗漏破坏的概率有所增加,给大坝运行造成严重的安全隐患。为此,以长河坝为例,通过数值模拟计算研究了当土石坝心墙存在病害且发生渗漏形成优势渗流通道后的渗流场分布,并结合现有大坝渗漏检测技术揭示了渗流场畸变表征与病害位置的联系,为土石坝病害探测提供了新的思路。     

基于浑水渗流理论的某斜心墙土石坝渗流稳定机理研究

以某中型水库为研究对象,基于稳定渗流理论,结合浑水渗流理论,以材料本身的渗透系数为初始参数,考虑室内试验所得的浑水作用的渗透系数变化规律,采用有限元软件Geo-Studio进行反滤层渗流计算,对其破坏形式及破坏结果进行分析.计算结果表明,斜墙反滤层设计不合理是发生管涌破坏并在斜墙产生塌坑的主要原因,建议除险加固从加大防渗体厚度和设置保护层入手.     

库水位骤降下混凝土防渗墙对心墙土石坝渗流稳定的影响

采用混凝土防渗墙对心墙土石坝进行加固,考虑坝体土料的非饱和特性,对加固前后土石坝在库水位骤降情况下的渗流稳定特性进行有限元计算分析,结论如下:当水位骤降时,加固前的坝体中孔隙水来不及排出,浸润线呈"上凸"状,坝顶向上游发生较大变形,上游坝坡形成贯通塑性区,坝坡抗滑安全系数较小.设置混凝土防渗墙后,心墙内的浸润线降低,坝顶位移和沉降变小,塑性贯通区消失,坝坡安全系数增加.计算表明,混凝土防渗墙与坝基相连,在坝体内部形成"纵向增强体",坝体整体刚度增强,抗渗性增强,坝体的变形得到有效限制,坝体的稳定性明显提高.     

心墙土石坝渗流自由面的数值模拟

心墙与坝壳材料渗透系数相差比较大,使用有限元方法选代计算心墙土石坝渗流自由面时,往往会在两种材料交界面处失真,难以正确模拟出心墙下游端的出渗点.为解决此问题,采用具有严格理论基础的Signorini型变分不等式,确定渗流渗出点和自由面的位置,可消除出渗点的奇异性,采用罚Heaviside函数克服网格依赖性和数值不稳定性.同时,根据毛细水上升高度来确定非饱和区负孔隙水压力,消除饱和-非饱和渗流分析中坝壳节点中的虚值,使得计算结果能准确地反映出坝体中的实际渗流场.     

考虑非饱和区影响的土石坝渗流有限元计算

传统的有限元饱和渗流计算往往把渗透系数取作定值,而实际上非饱和土渗透系数呈非线性函数关系,与体积含水率、孔隙水压力密切相关.基于饱和-非饱和土渗流计算模型与原理,本文考虑渗流场非饱和区对堤坝渗流的影响,对某土石坝进行了渗流有限元计算与分析.算例结果表明,应用该思想与方法计算土石坝渗流,可以获得较为准确合理的渗流场计算结果.     

土石坝复杂渗流场有限元分析

采用有限元法中的里兹法对大梁水库主坝进行渗流分析,以三角形为基本单元划分网格。离散渗流区域,并对复杂渗流边界进行合理简化,将地基与心墙分别建立有限单元总体方程。从而求出该渗流场运动要素在断面上变化。     

某土石坝心墙变形及渗漏分析研究

高土石坝初蓄期控制库水位抬升速率是确保坝体心墙变形稳定的重要措施,通过对大坝心墙不同部位变形和渗流的监测数据分析,认为库水位过快的抬升速率将导致坝体心墙变形过大,过大的心墙变形会降低土体内的有效应力,在库水位作用下易产生水力劈裂,造成坝体心墙局部渗漏。     

存在高渗透区的黏土心墙土石坝渗流稳定性分析

黏土心墙土石坝是重要的挡水建筑物,心墙的低渗透性可以大幅降低坝体水力梯度,减少坝体发生渗透破坏的风险。然而心墙的质量问题(如局部高渗透区)会影响坝体的渗透稳定性,甚至酿成管涌溃坝等严重后果。以瀑布沟心墙土石坝为原型开展坝体渗流大型水槽模型试验,并结合有限元数值模拟方法研究高渗透区对坝体内部渗流场和渗流稳定性的影响。试验表明高渗透区域将改变心墙的渗流场,成为优势渗流通道,导致高渗透区域附近孔压值大幅上升,同时高渗透区域的存在将显著提升坝体渗漏速率。试验与模拟结果一致表明,随着高渗透区域逐步上移,高渗透区所在位置处的孔隙水压力增大,坝体渗漏量减小。高渗透区和心墙的渗透系数增加都会使心墙孔压值和渗漏量增加;随着高渗透区的渗透系数的增大,心墙坝渗流稳定性系数降低,导致坝体稳定性下降;随着心墙渗透系数的增大,高渗透区水力梯度略微减小,但心墙整体临界水力梯度下降,坝体稳定性降低。所得结论可为基于监测数据反演分析心墙的质量问题和评估坝体的安全性能提供依据。     

ANSYS在沥青混凝土心墙坝渗流分析中的应用

针对有限元软件在沥青混凝土心墙坝渗流场分析中的应用进行了研究。沥青混凝土结构以其极佳的防渗性能、良好的自适应变形能力等优势,被越来越多的工程所采用,而渗流稳定一直以来都被认为是影响土石坝安全运行的主要控制因素。结合工程实例,应用有限元软件对沥青混凝土心墙坝的渗流场进行分析,对其渗流稳定情况进行计算。实例应用表明,将ANSYS有限元软件应用于沥青混凝土心墙坝的渗流场分析,能较直观、快速、真实地反映坝体渗流场的实际运行情况,有较强的工程实用价值。     

防渗墙质量缺陷对土石坝渗流控制的影响

以吴家园水库大坝为例,采用渗流有限元分析方法,分析混凝土防渗墙的质量缺陷对大坝渗流控制的影响,比如出现裂缝、墙体渗透系数增大、墙体悬挂等情况。分析结果表明,若防渗墙正常,防渗能满足工程安全要求;若防渗墙出现缺陷,则对坝体各部位的渗透坡降都有很大影响。其中防渗墙出现裂缝的位置比裂缝的宽度对渗流控制的影响更大,防渗墙悬挂比墙体渗透系数增大对渗流控制的影响更大。     

高聚物防渗墙土石坝及其应力场与渗流场耦合分析

系统介绍了土石坝防渗加固工程中高聚物防渗墙的施工方法和步骤,在考虑实际工程条件基础上,建立坝体正常蓄水情况下高聚物防渗墙土石坝应力场与渗流场耦合分析的数值模型。高聚物防渗墙堤坝在考虑渗流-应力耦合作用时,坝体不同位置处的最大压应力的结果要大于不计耦合时的压应力值,且高聚物防渗墙竖向位移和水平位移值考虑耦合时明显大于不计耦合时,坝体内浸润线位置也有同样变化。分析结果说明忽略渗流与应力耦合作用会导致坝体和墙体的位移和应力计算结果偏小,为今后高聚物防渗墙除险加固工程的设计及施工提供理论依据。     

小湾高拱坝坝区渗流场对应力场的影响

结合小湾水电站高拱坝工程，分析坝区岩体多重理解隙网络渗流的特点及渗流对应力的影响机理，采用多重裂隙网络模型和有限元数值方法对小湾高拱坝建坝蓄水后坝区渗流场和渗流场影响下的应力场进行分析计算。可以看出，建坝蓄水使坝区渗流场发生较大变化，且使大坝附近的坝基岩体竖向有效应力有增大，也使坝肩岩体的拉应力增大。     

高砾石土心墙坝心墙料加工技术

砾石土心墙堆石坝已逐渐成为世界高坝建设的主流坝型之一,砾石土心墙料加工是大坝施工的关键环节之一。从砾石土的筛分、级配骨料的加工、心墙料的掺合三个环节介绍了高砾石土心墙坝心墙料加工技术．对于高砾石土心墙坝施工具有指导意义。     

心墙土料裂缝冲刷试验研究

为了解在水流冲刷作用下反滤砂对土石坝心墙裂缝发展的保护作用的特点和机理,以西北地区某拟建土石坝心墙裂缝冲刷试验为例,采用逐级施加水头的试验方法,详细叙述了土石坝心墙裂缝冲刷试验过程及裂缝在水流冲刷过程中的特点。试验结果表明,宽度不大的裂缝在合适的反滤层保护下能防止心墙土体被水流冲刷。     

基于原型监测的黏土心墙堆石坝渗流分析

某黏土心墙坝在蓄水期间,出现渗流量较大、坝体渗流、绕坝渗流增大等现象。为了寻找原因,通过对某黏土心墙坝的环境量、坝体渗流、绕坝渗流、渗流量等原型监测数据进行分析,得到渗流量、坝体坝基渗压、绕坝渗流等监测成果。为进一步分析渗流来源,对渗流量进行模型分析。结果表明各监测成果互为印证,受库水位影响显著;库水位是影响渗流量大小及变化的主要因素,降雨量是次要因素,其中,库水位对渗流量的影响主要是通过两岸绕坝渗流,其次是通过坝体坝基渗流。库水位对渗流量的影响既是即时的又是持续的。     

高砾石土心墙坝心墙料加工技术

砾石土心墙堆石坝已逐渐成为世界高坝建设的主流坝型之一,砾石土心墙料加工是大坝施工的关键环节之一。从砾石土的筛分、级配骨料的加工、心墙料的掺合三个环节介绍了高砾石土心墙坝心墙料加工技术,对于高砾石土心墙坝施工具有指导意义。     

粘土心墙坝渗流场分析

通过渗流场和温度场的基本微分方程及边界条件的比较分析,将ANSYS软件的热分析模块应用于渗流场的分析,并采用生死单元技术,通过迭代算法计算自由水面位置（浸润线）,解决了某实际工程粘土心墙土石坝渗流稳定问题的求解。该方法可以解决复杂边界、多种介质的渗流问题,同时为其他实际工程设计应用提供了强有力的手段。     

丙巷河心墙土石坝施工和运行期的FEA连续分析

介绍了一种三相土体弹塑性渗流偶合模型的基本理论及其有限元（FEA）技术，对丙巷河水库粘土心墙土石坝标准剖面，从施工到蓄水再到库水位骤聚工况下，的一次性应力，位移，渗流，坝坡稳定的部分计算成果，论述了分期施工填筑对大坝位移的影响和粘土心墙的“拱效应”。