基于Autobank的某黏土心墙坝渗流稳定分析

基于Autobank水工设计软件,采用有限元计算方法,对广东地区某黏土心墙坝的渗流和坝坡稳定性情况进行实例研究.选择正常蓄水位、设计洪水位等多种工况作为试验对象,对黏土心墙坝进行渗流及坝坡稳定性计算分析.分析结果显示,该大坝黏土心墙加防渗墙加帷幕灌浆的防渗体系在各工况下大坝均不会发生渗透破坏和坝坡失稳现象;库水位的上升,对坝坡单宽渗流量和抗滑稳定有一定影响,对出逸点水力坡降影响不大;库水位骤降工况下,迎水坡形成的反向渗流场对坝坡的渗透变形及抗滑稳定均有不利影响.     

下游鱼塘对水库大坝渗流稳定及抗滑稳定的影响——以阳春市湴濛仔水库大坝为例

针对下游鱼塘对水库大坝渗流稳定及抗滑稳定的影响,以阳春市湴濛仔水库大坝为研究对象,采用达西定律、渗流理论和简化毕肖普法等经典理论及模型,根据大坝下游鱼塘水位修正模型,利用Autobank有限元分析软件,计算出该模型的渗流参数及抗滑稳定系数,并与未经修正的经典模型作对比。研究发现在考虑下游鱼塘的影响情况下,坝体渗流量显著增大,虽然上游库水位在正常蓄水位工况下,出逸点渗透坡降有减小,但其他工况下,出逸点渗透坡降均表现为增大。说明当水位升高至某一高程时,下游鱼塘的存在对大坝渗流稳定的影响是不利的,在工程中遇到大坝下游存在鱼塘的情况,要对渗流稳定产生的不利影响提高认识,采取贴坡排水等相应的措施。另外,考虑大坝下游鱼塘的影响情况下,上游坝坡抗滑稳定安全系数不变,下游坝坡抗滑稳定安全系数增大,说明大坝下游鱼塘对上游坝坡抗滑稳定无影响,对下游坝坡抗滑稳定有利。     

大坝渗流稳定及坝坡稳定计算分析

以楼庄子水库粘土心墙坝为例外,对粘土心墙坝坝体结构渗流稳定及坝坡稳定进行了计算分析。采用目前较为广泛的极限平衡原理进行分析,得出楼庄子水库粘土心墙坝坝体心墙料及坝料,在设计工况、校核工况下均不会发生渗透破坏;不同运行工况下,大坝上下游坝坡均满足抗滑稳定要求,上下游坝坡均稳定。分析成果为大坝渗流稳定及坝坡稳定提供了理论依据。     

富水水库大坝渗流安全评价

在分析富水水库大坝渗流观测资料和二维渗流有限元计算结果的基础上，对水库大坝的渗流状况进行安全评价。在正常高水位下，坝体及坝基的渗流状况基本稳定，但在下游高尾水位下，坝基产生局部渗透破坏在，设计水位和校核洪水们下，坝体下游坡将出现大面积散浸，下游覆盖层顶托渗透坡降较大，对下游坝坡稳定不利，坝上游粘土铺盖可能产生渗透破坏，坝基砂卵石层渗透破坏的范围可能扩大。     

白盆珠水库土坝渗流及坝坡稳定分析

该文对白盆珠水库土坝渗流观测资料进行了分析,认为土坝第一期砼心墙防渗效果显著,能满足坝体坝基渗流稳定安全的要求。虽然第二期砼防渗心墙未建,在3种工况下左右岸坡坝体及第一期砼心墙端坝段断面实测及推算浸润线位置比设计值高,但坝体渗透坡降不大,下游坝坡抗滑稳定复核最小安全系数亦满足现行规范要求。因此,土坝渗流是安全的,坝坡是稳定的,暂无须续建第二期砼心墙。     

七家营水库黏土心墙砂砾石坝渗流及坝坡稳定分析评价

土石坝因具有就地取材、地质条件适应性强、工作可靠等优点而被广泛采用,其失事以渗流引起的渗透破坏、滑坡尤为严重。故合理、正确地进行大坝渗流分析与坝坡稳定分析是保证土石坝安全运行的关键。对七家营水库黏土心墙砂砾石坝渗漏量、浸润线、渗透坡降及坝坡抗滑稳定安全系数进行了复核计算,对大坝渗流及坝坡稳定进行了分析评价。     

卫星水库除险加固工程坝体稳定复核

以新疆卫星水库除险加固工程设计为例,通过有限元计算,对水库大坝的渗透稳定、坝坡稳定及坝坡与土工膜的接触带稳定进行复核计算。结果表明:在水库正常蓄水位时,下游坝坡出逸段水力坡降均小于允许坡降;通过在坝后设置褥垫式排水与坝坡脚外设置排水沟的方式,下游坝基渗透稳定;当库水位骤降时,大坝垫层与土工膜之间的抗滑稳定满足规范要求。     

克拉玛依绿化水库渗流及稳定计算分析

针对克拉玛依引水注入式绿化水库和填筑料偏细的工程特性,运用Autobank软件对水库渗流及坝坡稳定进行计算,结果表明:沥青心墙下游及下游坝坡出逸点最大比降均小于允许出逸比降,不会发生渗透变形而破坏,沥青心墙防渗效果较好,满足规范和设计要求。上、下游坝坡抗滑稳定安全系数最小值均大于规范允许值,大坝上、下游坝坡是稳定的。计算结果可为同类工程设计提供参考。     

瀑河水库坝基渗流稳定分析及处理措施

瀑河水库自建库以来,多次发生坝基渗漏、坝后管涌和下游沼泽化等渗流破坏现象。通过对工程地质的分析,提出引起坝基渗流破坏的几处薄弱地带。经过渗流稳定理论计算,预测在高库水位条件下主副坝均存在渗流破坏的可能性。为消除大坝可能出现的渗流稳定安全隐患,建议在坝前增设土工膜水平防渗;在主坝段增设坝后贴坡排水。     

长青水库大坝渗流及稳定分析

文章通过对长青水库大坝最大坝高断面进行渗流计算及坝坡抗滑稳定计算,计算结果为长青水库大坝的工程处理提供了依据,也为其他土坝的渗流及稳定安全分析提供了可供借鉴的资料。     

高土石坝心墙水力破坏机制研究进展

心墙是高土石坝防渗体系的关键部位,在高库水压力的作用下,心墙可能产生水力破坏从而造成过量渗漏乃至溃坝的严重后果。预防心墙水力破坏的关键在于揭示心墙中初始渗漏通道的产生机理和条件。水力劈裂曾被广泛认为是心墙中初始渗漏通道的产生原因,简要回顾了土石坝黏土心墙水力劈裂研究的进展,讨论了水力劈裂理论在解释土石坝黏土心墙水力破坏机制方面的不足。近年来,在心墙压实黏土的剪切渗流特性研究方面取得了新进展,发现严重超固结的压实黏土在剪切后会形成高渗透性剪切带的试验事实。在此基础上提出了高土石坝黏土心墙水力破坏的剪切渗透弱面机制。触发剪切渗漏弱面的应力条件较传统水力劈裂判别的应力条件更容易满足,并且预测的渗漏位置更符合工程实际,因此在实际工程设计中应更重视高渗透性剪切带的评价和处置。     

纵向增强体新型土石坝稳定性研究

纵向增强体土石坝具有成本低、施工效率高等优点,尤其适用于病险老坝的整治与改建,或缺少合格黏土心墙料地区新建的中小型坝。但因缺乏设计经验和可借鉴的先例,新坝型在渗流稳定、增强体心墙受力变形、坝坡稳定等方面亟待深入探讨。方田坝水库是国内首例采用纵向增强体土石坝的工程,基于其建立模型,采用有限单元法和有限差分法对其稳定性进行了分析,同时讨论了坝坡坡比的可优化性。研究结果表明:新坝型防渗性能较好;混凝土心墙受力以压应力为主,出现整体性破坏的可能性较小;理论上坝坡坡比有可优化的空间,但仍需要经过工程实践的进一步检验。若坝高较小、坝坡坡比合理且保证施工质量,纵向增强体土石坝稳定性较好。     

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。     

张峰水库大坝坝型选择

张峰水库已完成的可行性研究报告,曾初步拟定粘土直心墙堆石坝、粘土斜心墙堆石坝和碾压混凝土重力坝三种坝形进行比选,在初设阶段进一步从施工、运行、投资等方面对各种当地材料坝型进行了综合的比较,最终确定坝型为粘土斜心墙堆石坝.     

心墙水力劈裂机理的离心模型试验研究

采用直立土柱试样进行离心模型试验的方法,对心墙发生水力劈裂的条件和过程进行了研究。试验结果表明,当土柱上游侧外水压力大于土体压力时,土柱将产生水力劈裂,并最终产生渗透破坏。因此,在心墙土石坝工程中,由于坝壳对心墙拱作用所导致的心墙土压力小于外部库水压力将是产生心墙水力劈裂的根本原因。     

中峰水库心墙填筑压实度超百分析

黏土心墙碾压填筑压实度作为土石坝填筑的主要技术控制指标之一,是保证土坝防渗体施工质量,提高防渗体的密实度和均匀性,防止土石坝心墙坝体不均匀沉陷变形和渗漏的关键。本文以中峰水库为例,对工程建设中出现的土石坝心墙坝体压实度超过100%的问题进行分析。     

劈裂式灌浆技术在土坝防渗加固中的应用

介绍了阳朔县土坝工程普遍存在的坝体疏松、坝外坡洇湿渗漏及坝体变形、出现裂缝等现象,分析了其成因,论述了工程加固中采用劈裂式灌浆,形成铅直连续的防渗泥墙、堵塞漏洞、裂缝或切断软弱层,使坝体应力重新分布,提高变形稳定性,达到解决土坝渗漏的施工工艺和方法.     

淤地坝防渗改造渗流及坝坡稳定分析

为提高小流域地表水的利用率,解决山区灌溉用水问题,结合山西省偏关县咀儿上淤地坝开展淤地坝防渗改造的技术研究。针对该淤地坝上游坝坡,提出原土培厚、黏土斜墙、复合土工膜共3种改造措施5种改造方案,并考虑渗流场和应力场的耦合影响,对原坝体和各种改造方案的渗流和坝坡稳定性进行数值模拟计算。结果表明:原坝体受渗透水的影响较大,无法安全蓄水;仅对上游坝坡进行原土培厚并不能使坝体满足防渗要求;在上游坝坡铺设黏土斜墙或土工膜可有效降低浸润线、减少渗流量、提高下游坝坡的稳定性;土工膜方案相对于其他方案具有更好的安全性和可行性,可以在条件允许的前提下优先考虑。研究结果对类似淤地坝防渗改造工程具有一定的指导意义。     

库水位骤降条件下均质土石坝渗流稳定分析

本文基于Van Genuchten非饱和渗流模型综合分析了土石坝饱和一非饱和渗流,以工程实际为例,研究了水位骤降工况下土石坝渗流稳定问题.结果表明:库水位骤降工况下,上游水位的变化对坝体渗流量的影响较大;库水位急剧降落易使浸润线形成逆向渗流形态,并造成土石坝坝坡稳定性的降低,但是当孔隙水压力消散时间足够长时,上游坝坡稳定性有一定程度的提高.     

深厚砂砾石覆盖层坝基渗控方案与瞬态坝坡稳定研究

为减少修筑在深厚砂砾石覆盖层上土石坝的渗流损失，提高大坝的安全稳定性，针对某深厚砂砾石覆盖层心墙土石坝，提出一种“库盘水平铺盖+坝基砼垂直防渗墙”空间正交组合渗流控制体系。利用Geo-studio软件耦合Seep/w和Slope/w模块进行坝基渗流方案模拟，基于饱和-非饱和渗流理论研究库水位骤降速率对坝坡瞬态抗滑稳定性的影响。通过对比渗流稳定性态约束条件和经济技术条件，提出坝基渗控最优方案。研究表明，“库盘水平铺盖+坝基垂直砼防渗墙”空间正交组合渗流控制体系在技术经济方面优势显著，可为类似坝基条件下土石坝渗流控制和安全调度运行提供一定的技术参考。