土石坝防渗流技术措施探讨

1土石坝渗流原因 由于填筑土石坝的土料和坝基的砂砾是散粒体结构,颗粒间存在大量的孔隙,具有一定的透水性,水库蓄水后,在水压力的作用下,水流必然会沿着坝身土料、坝基土体、坝端两岸地基中的孔隙渗向下游,造成坝身、坝基和绕坝的渗漏.若渗流在设计控制之下,大坝任何部位的土体都不会产生渗透破坏,则为正常渗流,渗流量在规范许可的范围内,表现为稳定的渗流状态,一般不会对坝体造成较大的危害,此时渗流量一般较小,水质清澈透明,不含土壤颗粒.     

土石坝渗流稳定分析浅议

土石坝剖面尺寸初步拟定后,必须进行渗流分析和稳定分析,可为确定经济、可靠的坝体剖面提供依据。本文通过对土石坝坝体渗流稳定计算的详细论述,明确渗流计算的目的和过程,对类似工程的计算具有指导和借鉴意义。     

土体水力滞后对土石坝初次蓄水渗流场的影响

在土石坝的蓄水过程中,坝料的持水特性和渗透函数的不同会对坝体渗流场产生很大的影响。因此,对土坡的降雨入渗和土石坝的蓄水渗流场的分析应采用土-水特征吸湿曲线及相应的渗透函数。基于砾石土料的土-水特征曲线的实测结果,采用饱和-非饱和渗流有限元方法对不同程度各向异性的均质土坝初次蓄水过程中由脱湿和吸湿曲线计算所得的渗流场进行对比分析,探讨采用脱湿曲线代替吸湿曲线计算带来的影响。结果表明由脱湿曲线计算的孔隙水压力和体积含水率均明显高于由吸湿曲线计算的结果,渗透性的各向异性程度对坝体中的水力滞后性无明显影响。因此,在入渗分析时若采用脱湿曲线取代吸湿曲线会高估坝体中的孔隙水压力和含水率,低估非饱和区的吸力。     

土石坝渗流的分析

利用有限元程序建立坝体模型,对土石坝的渗流现象受阻水材料影响程度进行分析,采用稳态流方式,对土石坝体心墙尺寸变更、截水墙深度、有无滤层考虑的条件下进行模拟分析,结果显示土石坝心墙、截水墙阻水材料的设置、阻水材料的渗透性系数都会对土石坝的渗流量、坝体内水头分布产生影响。     

考虑饱和-非饱和渗流的土石坝渗流及稳定性计算

以某土石坝为研究对象,依托Geo-studio软件的渗流计算和边坡稳定性计算模块,文章比较了仅考虑饱和渗流与考虑饱和-非饱和渗流两种状态下土石坝坝体的渗流和稳定性计算结果差异。计算结果显示,考虑饱和-非饱和渗流状态下的土石坝浸润线位置较仅考虑饱和渗流状态下的要高,单宽渗流量更大;与此同时,坝坡稳定性计算结果显示考虑饱和-非饱和渗流状态下的土石坝稳定性系数较仅考虑饱和渗流状态下的低。     

填料分层对砂砾石坝渗流场的影响

利用非饱和土渗流理论,对沟后混凝土面板砂砾石坝进行瞬态渗流数值模拟。通过对均质坝体和坝料明显分层后坝体的渗流场进行对比分析,研究了两种情况下坝体渗流场随时间的变化特性以及水力参数的分布特性。指出填料严重分层后对坝体渗流场的影响以及对坝坡渗透稳定性的不利影响。     

混凝土坝体防渗墙对坝坡稳定影响的有限元研究

在国内大规模实施的土石坝除险加固工程建设中,封闭式坝体混凝土防渗墙得到了大量应用,而关于土石坝除险加固工程中增建混凝土防渗墙后是否对坝坡稳定产生影响的研究较少,工程设计上也很少考虑。由于土石坝中建设防渗墙后,坝体的渗流场和应力场均会发生改变,因而也必然会对坝坡稳定产生影响。本文通过依托大型非线性有限元软件ABAQUS,运用有限元强度折减法计算,对增建防渗墙前后的上下游坝坡稳定安全系数进行比较分析,探讨防渗墙对坝坡稳定的影响机理和规律,并对计算收敛、土体位移、塑性区贯通等3种失稳判据的分析结果进行比较,说明各评价标准的差异、合理性及其适用性。通过上述分析可得:建设防渗墙一方面对于坝体渗流场具有明显的截流作用,另一方面可以提高下游坝坡稳定的安全系数,从而可以提高土石坝坝体的整体稳定性。本文的研究结果对实际工程中防渗墙的设计应用及工程运行管理具有重要意义。     

土石坝竖向排水的渗流控制(英文)

水流通过坝体和坝基时存在压力和梯度,这在大坝工程设计中已视为重要因素。但是,在土石坝设计时往往会遇到抵御不利大坝安全因素的排水系统的选型和设计问题。目前,很多工程中虽存在一些效果不错的排水系统,但其缺乏渗流和浸润线位置的控制,可能会对工程安全产生威胁,或使渗流控制措施达不到经济有效的目的。为此,本文基于均质土坝实验研究取得的成果,研究出在竖向排水体中的渗流量的控制方法,采用这种方法可以对土石坝进行更好的管理。     

土石坝下伏基岩交错断层导水示踪研究

 截至2007年,深圳一水库实际渗漏量是设计渗漏量的10倍,渗流情况非常复杂。为找出渗漏量偏大的原因并确定渗漏通道的位置,运用综合分析法研究坝体的渗流情况。首先采用示踪法得到坝体温度场和流速场,找出渗漏异常区;其次通过温度异常区和测压管资料分析,得出渗漏区主要处于基岩中,并存在集中渗漏通道的可能;最后综合水库水文地质条件以及坝体施工过程,确定土石坝下伏基岩交错断层为渗漏主通道,在此基础上建立水库渗漏概念模型。综合分析方法能克服单一方法的多解性,是水库渗漏探测的有效方法,具有一定的工程意义。     

关于小型病险土石坝除险加固的探讨

本文简述了我国病险水库的病险情况以及各种病险情况所对应的工程措施。针对某工程实例,采用理正软件对病险土石坝进行渗流稳定计算,并对其边坡稳定进行分析,验证其除险加固措施的合理性,并分析其可行性,评价坝体加固前后的安全性对比,论证除险加固工程措施的效果。对于目前我国正在开展的病险水库除险加固工作具有借鉴意义。     

深厚覆盖层上高土石坝的动力稳定分析

在高地震烈度区修建深厚覆盖层上的高土石坝面临许多新问题,如大坝的动力稳定、坝基液化问题等。以直粘土心墙及坝基截渗墙土石坝为例,采用三维动力固结有限元方法,研究强震区深厚覆盖层上的高土石坝的动力稳定问题。三维动力固结有限元程序以动力固结方程为基础,采用能够反应土体非线性、滞后性以及不可恢复性动变形特性的拟等效弹塑性本构模型,放弃了动孔压上升模式,在震动全过程中跟踪孔隙水压力产生、扩散和消散的发展变化,实现了动力渗流与动力反应分析的真正耦合,可较好地反映土体在地震过程中的实际性态,避免了动本构模型与动孔压模型有时难以合理搭配的问题。计算结果表明,深厚覆盖层上修筑的直心墙土石坝的静应力和静位移均较大,但它的动应力、动位移及加速度的反应值却均较小,且坝底的孔压比也较小,可满足稳定性要求。     

基于流固耦合模型分析库水位对尾矿坝的影响

尾矿库水位是影响坝体安全的重要因素之一,针对库水位变化对尾矿坝稳定性的影响问题,建立考虑超孔隙水压力作用下的流固耦合数学模型,利用有限差分程序FLAC3D进行数值求解.模拟了某尾矿库在不同库水位时的稳定性,得出库水位的升高对尾矿坝影响规律.即随着库水位的升高,尾矿坝浸润线升高,安全系数降低,尾矿坝坝体中部的剪应力逐渐增...     

吉林省老龙口水库土坝坝体有限元计算分析

针对老龙口水库粘土心墙土石坝筑坝材料利用施工现场开挖料分区填筑和各分区材料性质相差较大以及坝体应力状态较复杂的特点,运用有限元软件计算分析坝体在竣工期和正常蓄水位工况下典型断面的应力分布规律,计算结果表明:粘土心墙应力与坝壳基本协调,应力满足设计要求。     

隔河岩水电站厂房后边坡与拱坝的相互作用研究

以边坡稳定性和坝体的应力校核为目的,分别建立边坡和坝体的数值模型;采用试算迭代的方法,对边坡和坝体的相互影响做出评价。分离同步建模和迭代试算联合使用,不仅节约建模时间,还可极大地降低建模的难度。为更好地模拟施工过程,反映坡体和坝体的应力和变形过程,在边坡开挖、卸荷、加固工况计算已完成的基础上进行坝体推力施加的分析;同时还考虑边坡上游面的水库水压力作用。分析结果表明,坝体与边坡的相互作用并不大,坝体推力对边坡位移的影响在坝肩周围30m范围内,该作用并不影响边坡和坝体的整体稳定。上述结论不仅可论证坝体设计的合理性,也为边坡和坝体的安全运营提供一定的参考。     

土石坝坝坡模型振动台破坏试验的数值验证

 在土石坝坝坡模型振动台破坏试验基础上,采用数值分析方法,对坝坡的动力特性、稳定性以及加筋抗震措施的性能进行研究。采用动力弹塑性分析方法,对坝坡模型振动台试验进行数值仿真,通过类比计算工况,比较、分析坝坡的破坏过程及其破坏性态以及永久位移的变化规律;同时,采用拟静力方法对坝坡的稳定性进行分析,通过设定滑裂面参数,比较滑裂面的深浅,分析加筋对坝坡稳定性的影响,并与试验结果进行对比验证。结果表明：对模型进行的数值模拟和模型试验所得到的结果较为一致,表明坝顶是薄弱部分,破坏首先从坝顶附近开始,减缓坝坡或坝坡加筋均可减小坝坡的永久位移,但加筋能提高坝坡的整体稳定性,能有效控制坝坡的浅层滑动,且不增加大坝填筑量,与缓坡比较有较强的优势。该研究结果可为大坝的加筋抗震措施设计提供依据。     

崂山龙潭水库坝址渗透试验分析

文章针对崂山龙潭水库坝址区采取工程地质钻探、压水试验等手段,查明了坝址区的工程水文地质特征,经过对不同位置3个钻孔12个试验段的压水试验结果分析得出,坝基渗透性等级属微透水—弱透水。     

水利水电工程中土石坝施工技术分析

随着水利水电工程的快速发展,土石坝在当前的坝工建设工程中得到了广泛应用。其在施工方面及经济方面的独特优势,使得土石坝成为了发展极为快速的坝型之一。本文在对土石坝优缺点进行分析的基础上,重点对水利水电工程中土石坝的施工技术加以分析。     

超高心墙坝非稳定渗流三维有限元分析

水库蓄水和放空过程对土石坝渗流安全产生重要影响,300 m级超高心墙坝渗控方案是筑坝关键技术难题之一。结合300 m级砾石土心墙堆石坝工程,通过建立整体三维有限元模型,模拟大坝运行过程中水库蓄水和放空过程,分析库水位变化条件下心墙等区域的浸润面和渗透坡降变化,研究水位变化速率对坝体渗透稳定性的影响。数值模拟结果表明,蓄水时随着库水位的升高,自由面在心墙内形成陡降并自上游侧向下游侧不断发展。蓄水历时越短、水位上升速率越快,心墙内形成的浸润面越陡。放空时随着库水位的下降,心墙内水位下降有所滞后,自由面在心墙内形成凸形面。放空历时越短、水位下降速率越快,心墙内形成的凸形浸润面落差越大。     

提高灌浆压力对土坝帷幕灌浆效果影响的实践

针对灌浆压力选择的重要性,通过分析相关的现场资料,对土坝帷幕灌浆压力进行了较大幅度的提高,在保证大坝安全和稳定的前提下,取得了较好的灌浆效果,以期对类似病险水库的治理具有借鉴作用.     

鹊山水库工程中的防渗技术

介绍了坝体防渗材料选择、坝基垂直截渗技术、排渗减压技术等防渗措施在济南市鹊山水库工程建设中的成功应用。