基于数值模拟的土石坝防渗墙渗流稳定性分析

为了研究混凝土防渗墙在不同工况下的渗流稳定性，基于数值模拟系统，分析防渗墙深度对渗流场影响以及材料渗透系数敏感性变化规律。结果表明：(1)坝基渗流量及坝后出逸点水力坡降受防渗墙的深度影响较大，随防渗墙深度的增大，坝基渗流量和总渗流量减小。当防渗墙深度小于40m时，坝基渗流量和总渗流量随防渗墙的深度增大而显著减小。(2)当防渗墙底端为不同材料的交界面时，墙底水力坡降较大，实际工程中应尽量避免墙底位于不同材料的交界处；对于封闭式防渗墙，需设计较大的嵌固段深度，以保证墙体不发生严重的局部冲刷。(3)当无量纲渗透系数小于1时，随渗透系数比的增大，不同工况下防渗墙底部水力坡降减小，但减小速率越来越平缓。研究结果显示，防渗墙深度大于40m即可满足防渗和大坝的稳定性要求。     

单向渗透力引起的渗透固结机理试验研究

通过渗透破坏试验,对单向渗透力引起的渗透固结机理进行了分析,得到了临界水力坡降随固结度、干重度变化的关系式,指出:在相同固结度下,随着干重度的增大,临界水力坡降增大的幅度越来越大;在同一干重度下,临界水力坡降与固结度成线性关系。     

水库库区渗漏的三维数值模拟及处理措施影响分析

某拟建的大型水库左岸分布深厚的第四系砂卵砾石层,几乎全部覆盖。本文采用三维有限元法对该库区进行渗流状态模拟分析,了解库区的渗流、渗漏状况,对影响渗漏的因素做敏感性分析。结果表明,形成稳定渗流场后,水库的年渗漏量约为2 000万~3 000万m3,坝下游河谷左岸表面有超过允许水力坡降的区域存在,宜采取反滤处理措施;砂卵砾石层渗透系数、左坝肩帷幕灌浆长度与水库渗漏量分别呈正、反比例关系,封闭式帷幕的渗透系数对水库渗漏影响显著;在库区做尽可能长的帷幕灌浆,对于减少水库渗漏、降低下游溢出水力坡降均有益,其最优长度需结合经济指标、工期等因素综合衡量。     

穿江管道对堤防渗透安全的影响研究

穿江管道从堤防下方穿越时改变了渗流场,可能影响两岸堤防的安全。采用数值模拟方法,重点分析在不同渗透系数下穿江管道埋深和穿越位置对堤防渗透安全的影响,首先采用ANSYS软件建立有限元模型,然后通过有限单元法计算渗流场,并根据临界水力坡降判断堤防的渗流稳定性。数值模拟结果表明:管道的穿越位置与地层渗透系数对堤防地基最大渗透坡降影响显著;穿越位置距堤脚越远、地层的渗透系数越小,最大渗透坡降就越小;穿越位置最好布置在堤防背水侧距堤脚70 m以外;管道的埋深对渗透坡降影响并不明显。最大渗透坡降易出现在渗透系数差别较大的两种材料接触的地方,如管道出(入)土点与地层相交处、堤防堤脚与地基交界处,这些部位需重点进行防渗处理。     

混凝土面板堆石坝垂直缝止水失效后的集中渗流场分析

以白龙江某水电站混凝土面板堆石坝工程为例,根据提出的"分区模拟,等效组合"思想,建立两级拟三维有限元模型,研究了各渗流要素随失效缝位置、缝长、缝宽和垫层料渗透系数的变化情况,及底部面板上方的砂壤土覆盖在减小渗漏量、降低垫层料水力坡降等方面的作用,并对垂直缝进行了自愈效果分析,给出了该工程面板垫层料渗透系数的建议值,验证了工程设计的合理性.     

无粘性粗粒土渗透系数的近似计算

无粘性粗粒土的渗透规律很复杂，只有在细粒含量较多，水力坡降较小时才能满足达西定律。栈析了影响无粘性粗粒土渗透系数的若干因素，并对现有的计算无粘性粗粒土渗透系数的经验公式进行了分析补充。     

卵石地层中泥水盾构管道出渣影响因素研究

为了解决泥水环流系统排渣困难,避免出现排渣口卵石滞排以及环流系统泵供能不足的现象,研究了渣土在泥浆管路中的堆积量和水力坡降变化规律。通过离散元法构建排浆水平管段石渣输送数值模型,研究泥浆流量、泥浆相对密度、石渣质量流率对石渣堆积量、泥浆管路水力坡降的影响。结果表明:现有施工参数下大于20 mm粒径的石渣主要在水平直管底部做推移运动;泥浆流量的增大能够明显减少管路系统中的石渣堆积量,且能够大大削弱泥浆相对密度和质量流率对石渣堆积量的影响,管路水力坡降呈先减小后增大的趋势,在流量为763.41 m~3/h时取得最小值;石渣堆积量随泥浆相对密度的增大呈下降趋势,管路水力坡降呈增大趋势;石渣质量流率的增大会增大管路中的石渣堆积量和管路的水力坡降。     

粗颗粒土渗透特性的试验研究

对粗颗粒土渗透特性进行了研究.通过干密度与临界坡降和渗透系数的相互关系以及细料含量与临界坡降和渗透系数的相互关系,分析粗粒土的细粒含量和试样的干密度等主要因素对渗透系数及临界坡降的影响,从而分析粗粒土的渗透特性.     

钱塘江南岸西江塘海塘渗流实时监测分析

钱塘江南岸西江塘海塘结构复杂,曾多处出现塘身渗漏,虽多次加固,仍存在防渗安全隐患。通过西江塘实时渗流监测分析,研究经加固后的海塘渗流规律。结果表明,江水位对海塘渗透水位的影响由海塘外侧至内侧逐渐减弱,江水位对强透水的粉土层渗透水位的影响比相对弱透水的粉质黏性土层大。海塘高喷防渗墙内外侧存在一定的水头和较大的水力坡降,墙内侧水位变化幅度小于外侧水位,反映出防渗墙在一定程度上起到了截断渗流水位,降低水力坡降的作用。加固后海塘的实测水力坡降均小于允许坡降,海塘渗透稳定满足要求。     

基于ABAQUS的土石坝防渗墙渗流稳定性研究

为了研究双排防渗墙的防渗效果,基于数值模拟,分析防渗墙间距、嵌入深度及渗透系数对大坝渗流稳定性的影响。结果表明,大坝防渗墙的防渗系数对防渗效果有重要影响,防渗墙的渗透系数大于10^-7cm/s,随着主副墙渗透系数比值的增大,防渗墙的折减水头梯度变大;墙体防水帷幕未插入基岩时,主副墙的帷幕深度对坝基渗流稳定性影响较大。主墙水头折减和水力梯度随着帷幕深度比值增大而增大。主副墙的帷幕插入新鲜基岩,主防渗墙的最大水力坡降为92.9,副墙最大允许水力坡度为75.6,采用副墙下接帷幕深度10m和主墙下接帷幕深度50m的设计方案可以满足防渗要求。     

粗颗粒土渗透系数及土体渗透变形仪的研制

针对目前还没有合适的室内试验仪器测试巨粒混合土的渗透系数和巨粒混合土发生渗透破坏时的临界水力梯度的现状,研制了粗颗粒土渗透系数及土体渗透变形测试仪。该仪器最大的特点是根据巨粒混合土中含有细粒土致使土体难以饱和的特点,在仪器上设置了密封抽气饱和装置,可以对土样进行抽气饱和。结合工程实践对不同级配的土体进行了渗透及渗透变形试验,试验测得的土体渗透系数和临界水力梯度与理论计算的结果非常接近,部分试验成果已应用于工程实践。     

化学淤堵作用下尾矿砂孔隙分布及渗透特性试验研究

对石板沟尾矿库调研采样,分析尾矿砂表面化学元素并确定钙离子为造成该库化学淤堵的主要元素.添加氯化钙溶液改变尾矿砂中的钙离子含量,采用渗流试验装置及核磁系统观测不同溶液浓度和水力梯度作用下尾矿砂孔隙分布、孔隙率和渗透系数的时序变化规律,分析其影响因素.结果表明:核磁共振系统能准确地获得尾矿砂在不同条件下的孔隙率和孔隙分布...     

填埋场黏土衬垫中起始水力梯度对污染物运移影响

垃圾填埋场黏土衬垫对防止渗沥液的渗漏和运移起到至关重要的作用,其中有些黏土渗流呈现非达西渗流现象,存在起始水力梯度i_0,然而起始水力梯度对黏土衬垫防污性能的影响尚未明确。为此,开展了起始水力梯度对污染物运移的影响研究。首先,在不同围压作用下,采用去离子水对黏土进行渗透试验;然后,在围压σ=200 kPa的条件下,分别采用水力梯度为0,12.5,25.0和375.0对4个平行黏土试样进行Na~+溶液渗透,定期测定渗出液Na~+浓度,并最终分层测定试样中Na~+的含量。结果表明:随着固结压力的增大,起始水力梯度越大;当水力梯度分别0,12.5和25.0时,渗出口无渗透液产生,并且Na~+在黏土中的迁移规律基本相同,即分子扩散系数基本相等;当水力梯度为375.0时,水动力弥散系数远远大于分子扩散系数。因此,可以认为当水力梯度小于i_0时,渗沥液不渗透或渗透很小,污染物运移以分子扩散为主;当水力梯度大于i_0时,污染物运移逐渐转为以对流为主。     

压力-溶解耦合作用下岩盐渗透特性演化试验

为分析老挝东泰钾盐矿区开发过程中遇到的地下水渗漏问题,采用岩土渗流-侵蚀-应力耦合试验装置,对采自矿区的岩盐原样进行压力-溶解耦合作用下的渗透特性演变规律试验。试验结果表明:岩盐试样的平均渗流速度随着水力梯度的增大先减小后增大;岩盐试样的渗透系数随着水力梯度的增大先快速减小,然后缓慢增大,最后逐渐趋于稳定的趋势;岩盐渗透特性的演化规律受到溶解作用和围压作用的共同影响,溶解作用促进渗流通道的形成,增强岩盐试样的渗透性,而围压作用则使渗流通道趋于闭合,降低岩盐试样的渗透性,这是一个相互促进、相互抑制的过程;溶解作用会促使岩盐试样内部进一步向不均匀的集中渗流通道发展,深刻影响岩盐的渗透特性的演变规律。     

湾则水库覆盖层工程地质条件探讨

在对湾则水库工程地质勘测的基础上，文中从渗透变形类型的判别，允许水力比降的确定，接触冲刷的判别，覆盖层抽水试验的结论，渗透系数的选用，以及地基承载力标准值的确定等方面对该工程覆盖层工程地质条件进行了分析与论证。     

砂砾石土渗透变形特性的应力状态相关性试验研究

渗透变形是砂砾石土地基及堤防结构破坏的常见形式之一。影响渗透变形的因素很多，其中颗粒级配及应力状态是最重要的两个因素。为研究土体应力状态大小对砂砾石土渗透变形临界水力梯度的影响，通过研制大直径渗透变形仪加载系统，完成了侧限条件下砂砾石土在0.1、0.3、0.6、0.9MPa铅直应力作用下的渗透变形试验。通过对实验结果的整理分析，结合考虑土体附加应力状态对临界水力梯度影响的理论研究，得到了渗透变形临界水力梯度随着应力状态的提高而加大的变化规律。通过对渗透变形试验过程中现象观察及渗透系数动态变化规律分析，建议了结合渗透变形试验中渗透系数变化过程线确定临界水力梯度的新方法。     

水工建筑新技术在左江水利枢纽工程中的应用

简介左江水利枢纽工程几种水工建筑新技术及应用情况 .①首次在左江干流大 (Ⅱ )型水利工程成功应用草土围堰技术 ,其渗透系数为 1× 10 - 5cm/s ,内外坡比 1∶1,抗冲流速 3～ 3 5m/s ,寿命可达 2a ;②采用水坡过坝建筑物 ,坡槽为钢筋混凝土“U”型断面 ,整体结构 ,全长 12 35m ,纵向坡率 3%,可比船闸方案减少投资 90 0万元 ;③在国内首次将消力戽应用于较低Fr数水流的较大工程 ,解决了低Fr数水跃摆动问题 ,且在较短的下游水流表面消除了波动 ,减轻了冲刷 ,提高了消能效果 ,经 5个洪水期的考验 ,运行情况良好 .     

土石混合料渗透性特征试验研究

采用室内试验方法对路基土石混合料的渗透特性进行试验研究后,得出以下结论:(1)在水力坡降小于3~5时,土石混合料的渗流遵守达西定律;(2)影响土石混合料渗透性的主要因素是土石混合料颗粒的不同堆积方式及所形成的孔隙系统的不同几何形状等物理因素;(3)土石混合料的细颗土含量与渗透系数之间存在负指数关系。     

软水溶蚀作用下水工碾压混凝土渗透特性研究

主要研究软水渗透溶蚀作用下水工碾压混凝土的渗透特性,即水工碾压混凝土渗透系数随渗透历时延长的变化及其原因。通过水泥净浆、水泥砂浆、不同粉煤灰掺量和不同外加剂掺量的水工碾压混凝土的渗透试验,得出影响混凝土渗透性能最重要的因素是混凝土的密实性。碾压混凝土本体在软水渗透溶蚀作用下,混凝土渗透溶蚀程度有限,不会导致混凝土抗渗性下降,可以直接用作坝体上游面防渗。     

钻孔与岩体裂隙斜交渗流场井流理论与示踪方法研究

本文论述了钻孔揭露裂隙岩体与裂隙斜交情况下通过示踪方法测定裂隙渗透性及其参数，将稀释测井与示踪测井方法相结合建立了井流理论。推导了双井系统中单裂隙岩体的渗透系数、等效水力隙宽、静水头、影响半径及水力坡度等的计算公式，并将此研究成果应用于大坝的渗流场探测之中。