积石峡面板堆石坝复杂渗流场有限元精细模拟

运用自主研发的三维渗流有限元可视化分析软件GWSS,对积石峡面板堆石坝的坝体（包括面板、过渡层、排水层、堆石料等）、坝基、防渗帷幕以及泄洪洞和底孔排沙洞等结构进行了精细建模。在此基础上采用求解有自由面的改进截止负压法、隧洞子结构法和求解大型稀疏矩阵的预处理共轭梯度算法对积石峡面板堆石坝复杂渗流场进行了数值模拟。重点研究了面板和防渗帷幕联合作用下渗流场分布特征和防渗效果,以及泄洪洞和底孔排沙洞对大坝渗流场的影响等。计算结果表明,在正常运行条件下,面板结合防渗帷幕能够起到很好的防渗作用,坝体内自由面较低,左岸底孔排沙洞和泄洪洞也起到了很好的排水作用,大大降低了左岸山体的地下水位,有利于大坝和岸坡的稳定。     

黄河羊曲水电站面板堆石坝三维有限元渗流分析

为了确保黄河羊曲水电站混凝土面板堆石坝布置合理和工程安全,采用三维有限元软件MIDAS GTS对羊曲水电站面板堆石坝坝体进行三维有限元渗流计算,分析坝体等势面、压力水头、孔隙水压力、浸润线和浸润面等渗流要素分布情况.结果表明:坝体面板及坝基帷幕的防渗效果显著,坝区的防渗系统(坝体面板+防渗帷幕)作用明显,面板堆石坝安全...     

某面板堆石坝渗流控制措施有效性评估

本文基于ANSYS运用三维稳定渗流有限元法对某面板堆石坝进行渗流稳定性分析,研究了渗控措施设计方案下工程的渗流场分布及渗透稳定性,评价渗控措施的有效性,并对混凝土面板和防渗帷幕的渗透系数的变化对大坝渗流场的影响进行模拟.研究结果表明:大坝防渗系统防渗效果较好,有效的控制了坝内渗流场的分布;混凝土面板及防渗帷幕渗透系数的改变对渗流场影响较大,在渗控系统的施工过程中须严格控制施工质量.     

混凝土面板堆石坝三维渗流场特性分析研究

以羊曲水电站为依托,通过建立水电站面板堆石坝的三维渗流有限元模型,计算分析了坝体及 其坝基的三维稳定渗流场特性,得到了坝体和坝基的位势分布、坝体各料区的渗透坡降及渗透流量等。 分析了防渗帷幕和坝基岩体渗透参数对渗流场的影响。结果表明,坝体、坝基及左右岸坝肩的防渗措施 均满足要求。     

多诺水电站面板堆石坝渗流特性研究

对于建在覆盖层上的面板堆石坝,面板及坝基防渗墙均可能出现裂缝,从而导致渗透破坏。本文针对多诺水电站面板堆石坝进行了正常工况、面板以及防渗墙出现裂缝非常工况条件下的三维渗流有限元分析,探讨了裂缝不同位置、裂缝宽度、垫层渗透性等对坝区渗流场的影响,为面板堆石坝防渗系统出现裂缝情况下渗流场变化规律提供了有效参考。     

斜卡水电站面板堆石坝三维渗流计算分析

采用有限元法,对斜卡水电站面板堆石坝进行了三维渗流计算分析,讨论了面板、防渗墙出现裂缝及帷幕灌浆劣化、帷幕减薄对三维渗流场分布和渗流量的影响。计算结果表明,由于斜卡坝址覆盖层深厚(45~100 m),加之基岩渗透性强,防渗墙和帷幕上下游水头差大,正常运行方案渗流量可达0.642 m3/s。面板和防渗墙出现裂缝对大坝整体渗流场影响较小,而通过坝面和防渗墙的流量显著增大;帷幕劣化或变薄使坝基渗流量明显增加。加厚帷幕和减小其渗透系数是加强防渗效果的有效措施。     

玉龙喀什水利枢纽工程高趾墩混凝土面板堆石坝渗控设计及三维渗流分析

玉龙混凝土面板堆石坝位于狭窄河谷,并且坝址河床砂卵砾石层渗透性强,抗渗稳定性差。该工程采用帷幕灌浆、高趾墩、混凝土面板组成坝体防渗系统,最大坝高230.5m,这种混合式超高面板堆石坝在国内外已属罕见。按照规范要求对堆石坝料进行分区、及坝基进行处理并采用,再通过进行三维渗流有限元计算,全面、完整地掌握大坝各分区渗流场状况。结果表明:校核水位渗流场水头分布规律合理,总水头等值线在面板、趾板、高趾墙、帷幕等处较为密集,上游水头由这些部位承担,渗控系统起到了很好的防渗效果。表明此次对坝料分区、及坝基处理较为合理,混凝土面板、垫层料、花岗岩爆破料最大渗透坡降均小于破坏水力坡降,设置帷幕可以使两坝肩渗漏量很小,绕坝渗流并不明显,受到右岸单薄山梁影响,右岸渗漏量最大但也满足渗漏要求,表明这种混合式防渗系统的防渗效果明显。依此,为今后类似工程提供借鉴。     

江坪河面板堆石坝渗流场模拟与防渗体系评价

面板堆石坝坝址区常存在岩溶及不良地质构造,可能引发渗漏问题,渗流控制对于高面板堆石坝的安全稳定运行至关重要,工程中广泛采用灌浆帷幕及排水孔进行渗流控制。采用排水子结构与含自适应罚函数的Signorini变分不等式相结合的渗流分析方法(SVA法),对江坪河水电站开展坝址区三维渗流场分析,并对该工程的渗控措施效果进行评价。渗流分析结果表明:江坪河高面板堆石坝主要采用的混凝土面板、趾板、灌浆帷幕形成的闭合防渗体系,可以截断渗漏通道,有效地降低大坝堆石区及下游岩体的渗透坡降,保证坝体及岩体的渗透稳定性。     

某面板堆石坝蓄水期坝基渗流特性分析

坝基渗流状态是判断面板堆石坝防渗效果和安全状态的主要依据。采用过程线分析和分布分析对某面板堆石坝蓄水期坝基渗流特性进行了定性分析,由统计模型对坝基渗流影响因素进行了定量分析,并对防渗帷幕后P2渗压计实测渗压水位偏高的问题进行了综合分析,认为P2实测渗压水位偏高仅为局部现象,不会对该面板堆石坝安全状态产生危害。     

仁宗海水库电站防渗系统设计及三维渗流计算

仁宗海水库电站堆石坝建于复杂深厚覆盖层上,防渗系统由土工膜面板+河床悬挂式防渗墙+两岸灌浆帷幕组成。为了验证设计防渗系统的合理性,采用饱和稳定渗流有限元法、渗流量插值网格法进行了三维渗流计算分析;同时采用二维有限元方法,就防渗系统不同部位存在缺陷对渗流场的影响进行了敏感性分析。计算成果表明,大坝渗流场分布符合一般规律,坝体和坝基发生渗透破坏的可能性很小,总渗漏量较小,设计的防渗系统是经济的、合理的、可靠的。建议加强防渗系统的施工质量控制,尤其应避免防渗系统浅表部缺陷。     

深覆盖层上面板堆石坝渗流与防渗墙变形特性研究

斜卡面板堆石坝最大坝高110 m,坝基覆盖层深厚（45～108 m）,基岩结构松散,渗透性较强。采用有限元法,对斜卡面板堆石坝及坝基进行了三维渗流及应力应变计算分析,讨论了帷幕厚度、深度与渗透系数对坝基渗流场的影响,分析了防渗墙在施工蓄水过程中的变形趋势以及趾板的沉降规律。结果表明,帷幕是防渗的薄弱环节,帷幕渗透系数增大与深度减小会使总流量显著增加;增大帷幕厚度可较大程度减小渗流量。防渗墙竣工期向上游变位,蓄水期受水推力作用向下游变形。防渗墙与连接板接合部位发生错动,但量值不大。     

仙游抽水蓄能电站下水库大坝断层处理分析

福建省仙游抽水蓄能电站下水库大坝为混凝土面板堆石坝,坝基发育部分断层及岩脉,性状较差,对工程的渗流及结构安全影响较大,采用上游设置趾墙+防渗帷幕+钢筋混凝土防渗板方案进行处理,并对基础进行固结及帷幕灌浆,达到预期目的。该文对此进行总结,供相似工程参考。     

深冲积层上高面板堆石坝运行期渗流特性仿真研究

渗流控制是深冲积层上修建高面板堆石坝需要研究的关键技术问题,以某高面板堆石坝工程为对象,考虑坝体结构、渗控体系、深冲积层以及基岩分布等要素,建立三维有限元计算模型,然后采用改进节点虚流量法,进行正常运行期的坝区三维渗流特性仿真计算与分析。结果表明,混凝土面板、趾板、防渗墙及灌浆帷幕形成的空间封闭防渗体系能够有效控制坝区渗漏,保证坝体及坝基的渗透稳定,但尽管如此,深冲积层的坝基和地质条件复杂的两岸坝肩的渗流控制难度较大,对防渗墙和灌浆帷幕的要求较高,在大坝渗控设计和施工时予以重点关注。     

光纤光栅渗漏监测技术在猴子岩混凝土面板堆石坝的应用

为解决面板堆石坝传统渗漏监测技术的不足,猴子岩水电站混凝土面板堆石坝在国内首次采用2套光纤光栅测温监测系统(光纤光栅测温系统、分布式光纤测温系统)分别监测大坝面板周边缝和板间缝渗漏情况。系统介绍了猴子岩混凝土面板堆石坝光纤光栅渗流监测系统结构和布置,并对监测成果进行了分析。监测数据分析表明,面板周边缝和板间缝测点温升未发现异常点,据此可以判定面板周边缝和板间缝不存在疑似渗漏点。     

混凝土防渗面板浆砌石重力墙堆石坝安全监测分析

根据浙江省某水库安全监测资料,分析了新建混凝土重力墙与原防渗面板缝隙变形规律,评价了增设混凝土重力墙和坝基采用帷幕等工程措施后大坝渗流状况,揭示了混凝土防渗面板浆砌石重力墙堆石坝渗流特点.     

某混凝土面板堆石坝渗流监测资料分析

为了解某水库大坝的渗流状况以防止发生渗透破坏,采用定性与定量分析的方法对某混凝土 面板堆石坝坝基的Ｆ4断层、防渗帷幕和坝体坝基等渗流监测资料进行了详细地分析,并建立了渗流监 测资料的多因子回归统计模型。分析成果表明:Ｆ4断层帷幕和趾板帷幕灌浆防渗效果良好,大坝渗流 符合一般的渗流变化规律。大坝渗压水位的多因子回归统计模型拟合效果较好,大坝渗流与库水位及 降雨呈正相关关系,与时效因子关系较小。运行了近10年的某面板堆石坝的渗流状况目前处于正常状 态,为确保大坝安全运行,建议加强对监测仪器的维护,充分发挥监测的作用。     

玉龙喀什枢纽超高面板堆石坝的渗控方案及渗流分析

玉龙喀什水利枢纽混凝土面板堆石坝高度为230.5 m,为超高型的面板堆石坝,高度接近目前世界最高的同类坝型。本文依据高面板堆石坝渗流控制设计原则,对坝体进行了分区设计,提出了坝体混合料和全爆破料两种分区方案。使用三维有限元法,全面分析了坝体坝基的渗流场状况。结果表明:在正常运行条件下,上游水头由面板、趾板、高趾墩、坝基帷幕承担,渗控系统发挥了良好作用,面板及各填筑分区水力梯度均小于破坏水力梯度;全爆破料方案的坝体填筑料的最大水力梯度小于混合坝料方案,但是面板的防渗负荷相对较大;在面板发生整体渗漏的极端情况下,坝内浸润线和下游溢出高程升高的程度有限,但是极可能发生渗透破坏;坝基灌浆帷幕减少两岸渗漏的作用明显,河床和两坝肩渗漏量很小,绕坝渗流并不明显,受到右岸单薄山梁影响,右岸渗漏量略大于左岸。本文成果可供相似工程借鉴。     

猴子岩面板堆石坝填筑强度分析

大渡河猴子岩水电站地处高山峡谷地区,是国内第二高混凝土面板堆石坝。针对猴子岩面板堆石坝工程特性,结合料源规划、道路布置、机械设备配置等情况,总结分析了猴子岩水电站堆石料填筑强度及其影响因素,并提出填筑强度的保证措施。猴子岩面板堆石坝填筑施工的成功经验,可为类似工程提供借鉴和参考。     

猴子岩面板堆石坝安全监测技术

猴子岩面板堆石坝位于地形复杂的"深切型"不对称河谷,坝体后期变形较大。可靠、稳定的安全监测系统是大坝的关键性技术问题。在总结常规监测技术的基础上,猴子岩工程引进光纤陀螺、磁惯导、光纤测渗漏等新型面板堆石坝监测技术,建立了一套完善的安全监测系统。笔者介绍了坝体水平垂直位移、面板挠度、渗流渗压三个监测项目,分析了各监测技术应用原理,供类似水电工程借鉴。     

猴子岩面板堆石坝施工期反向排水系统的设计与运行

猴子岩面板堆石坝基坑开挖深度达75 m,属于典型的深基坑施工。针对本工程基坑深、坝体反向排水量较大等自身特点,设计人员创新提出了分级抽排水方案。通过实际运行表明,无论是在坝体填筑施工期、还是在坝体反向排水封堵与坝前辅助防渗铺盖回填施工期间,坝体上游垫层料坡面和混凝土面板均未受到坝体反向排水的任何不利影响,说明猴子岩面板堆石坝施工期坝体反向排水系统的设计方案是成功的。