堰塞坝稳定性快速评估模型--以小岗剑(上)堰塞坝为例

为了对堰塞坝的稳定性快速作出定量评价,通过分析历史案例并进行相关性分析,选取堰塞坝坝长、坝宽、坝高、回水长度、库容量作为堰塞坝稳定性评价因素,并进行主成分分析。将单一变量按照主成分大小及权重进行组合,得到坝高因子,高宽比,水流冲击系数,湖面形状系数,坝体形状系数五个复合因素,在此基础上提出一种定量分析堰塞坝稳定性的快速评估模型,同时引入稳定性系数来反映堰塞坝的稳定程度,进行等级划分,并对汶川大地震中形成的小岗剑(上)堰塞坝应用模型进行评估。结果表明所提出的模型判定准确率达89.9%,可以为堰塞坝应急处理提供参考。小岗剑(上)堰塞坝判定为不稳定,需及时采取泄流措施避免灾害损失。     

存在高渗透区域的堰塞坝渗流稳定性分析——以红石河堰塞坝为例

堰塞坝是由滑坡体土石材料快速堆积而成,没有经过充分固结,坝体结构松垮、组成物质松散,材料分布极不均匀,局部很可能存在由大颗粒组成的高渗透区域,在堰塞湖蓄水的高水头作用下可诱发渗流破坏(如管涌),进而导致坝体失稳。本文以汶川大地震中形成的红石河堰塞坝为例,通过分析高渗透区域对红石河堰塞坝渗流特性的影响规律,提出一种考虑高渗透区域存在的堰塞坝渗流稳定分析方法。该方法将渗流失稳定义为管涌和边坡失稳的循环发展过程,并针对土体材料和水力学参数设置管涌和边坡失稳临界条件用于判断渗流失稳发展情况。通过对红石河堰塞坝的分析发现,高渗透区域的存在对堰塞坝的渗流稳定是不利的。高渗透区域越长、渗透性越高、其位置越靠近坝体下游坡脚,堰塞坝的渗流稳定性越差。由于红石河堰塞坝坝宽坡缓,高渗透性区域的存在可引发局部管涌,但不会发生管涌及边坡失稳破坏;当坝顶宽度较小、下游边坡比较大时,坝体发生管涌和失稳连续破坏,最终导致漫顶溃坝。     

岷江叠溪大海子地震堰塞坝稳定性分析

岷江叠溪大海子地震堰塞坝的稳定性对下游天龙湖水电站工程建筑物能否正常运行有直接影响。通过对1933年叠溪地震堰塞坝的形成与溃垮分析．重点对大海子地震堰塞坝的现状、坝体物质组成、结构特征及渗透特性等进行了论证．并对大海子地震堰塞坝的稳定性进行了定性及定量分析。     

基于贝叶斯网络的堰塞坝稳定性快速评价模型

为了科学、合理地评价堰塞坝稳定性,收集了国内外313个已溃和未溃堰塞坝的基础信息,建立了案例数据库;考虑堰塞坝形态特征、物质组成以及堰塞湖水动力条件包含的8个影响参数,基于贝叶斯网络提出了两种新的堰塞坝稳定性快速评价模型,分别为节点缺失条件下的简化模型和节点完整条件下的精细化模型。这两种新模型与国内外典型的堰塞坝稳定性快速评价模型的对比结果表明：基于贝叶斯网络的简化模型的绝对准确率和保守准确率分别为83.33%和94.44%,精细化模型的绝对准确率和保守准确率分别为80.77%和96.15%,验证了贝叶斯网络模型的可靠性和科学性,且贝叶斯网络模型可以实时输入和更新样本集,从而不断提高模型预测精度。     

堰塞坝的形成与稳定性研究

失稳破坏的山体滑塌落入河流中会形成天然的堰塞坝体,其进一步破坏会诱发洪水灾害,形成级联效应的灾害链,所以需要对这类天然坝体进行系统、全面的研究.本文首先根据诱因、滑坡类型和土方量将堰塞坝体划分为不同类型,并比较各种类型坝体的稳定性.其次基于26个真实案例,对比分析了3个快速评估模型.最后分析了堰塞坝群的灾害链效应.     

泥石流堰塞坝研究进展

泥石流堰塞坝是泥石流堵塞河道而形成的一种天然坝。泥石流堰塞坝在形成过程、坝体物质结构与组成、坝体物质侵蚀速率、溃决过程以及洪水峰值流量等方面与滑坡堰塞坝存在诸多差异性。因此,开展泥石流堰塞坝的形成与溃决机理研究具有重要意义。依次从泥石流堰塞坝的特点、堵河判据和坝体溃决过程与机理等方面,对近年来泥石流堰塞坝方面的研究进展进行了比较系统的阐述与总结;指出了当前研究中存在的问题与不足,并提出了泥石流堰塞坝形成与溃决方面需要进一步研究与解决的关键科学问题。     

舟曲特大山洪泥石流堰塞坝稳定性分析

通过现场工程勘察、监测和试验等方法,查明舟曲泥石流堰塞坝体的物质组成、来源和形态。利用FLAC3D软件分析了坝体在不同水位、不同坡度、不同含水量、不同物质组成和地震工况下的位移场、应力场和安全系数,结果表明:坝体应力和位移随堰塞湖水位的升高而增大,但增幅较小;坝体稳定安全系数随堰塞湖水位的升高而降低,随着坝体材料含水量的减小坝体最大应力值增大,但增加范围较小,同时最大位移值减小,坝体稳定性增强;在Ⅷ度地震作用下,其应力和位移分布特征将发生巨大变化,应力和位移增加显著,位移值约为无震时的10倍。采用正交试验方法,研究了该泥石流堰塞坝体不同物质组成的物理力学性质对坝体位移、应力特征和安全系数的影响,结果表明:弹性模量对坝体位移影响显著,而黏聚力和内摩擦角对坝体位移影响较小;内摩擦角对边坡安全系数影响显著,黏聚力次之,而重度影响则明显小于内摩擦角和黏聚力。     

堰塞坝稳定性快速评价方法对比

由降雨、地震等灾害产生的堰塞坝坝体寿命短、溃决后危害大,其稳定性一直是学术界和工程界关注的热点,国内外学者已经提出了一系列基于地貌学指标的堰塞坝稳定性快速评价方法。为了对比分析各评价方法的优劣,通过收集世界各地具有实测参数的堰塞坝案例(共421例),分别采用错判率F、绝对准确率R、保守准确率R_c,以及基于3种准确率的综合准确率R_r对国内外常用的堰塞坝稳定性快速评价方法进行了对比分析。综合分析结果表明:DBI和L_s(AHV)的准确率较其他评价方法更高,且模型计算参数较易获取,具有更好的适应性和可靠性;但是堰塞坝稳定性的影响因素较多,前人提出的快速评价方法大多仅考虑坝体形态、流域面积、堰塞湖体积等地貌学因素,具有一定的局限性,今后应在地貌学指标的基础上,通过先进的测量手段快速获取堰塞坝的坝料特性和堰塞湖的水动力学参数,进一步提升堰塞坝稳定性快速评价方法的合理性。     

怒江干流堰塞坝特征及稳定河床机制

滇西怒江是青藏高原东缘地形急变带内深切河流的典型代表,因崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害在干流形成数百个稳定堰塞坝,有效抑制了河流下切。为探究怒江堰塞坝发育及提升河床稳定性的负反馈机制,通过野外考察和卫星影像,总结了怒江干流沿程和堰塞坝地貌特征,基于地貌水力特性对堰塞坝分类,并量化评估不同类别堰塞坝的稳定性和消能率特征。研究结果表明,怒江干流的堰塞坝分布密度较高,且与单宽水流能量正相关。干流堰塞坝可分为崩塌滑坡(崩滑)堰塞坝与泥石流堰塞坝。崩滑堰塞坝可在特大洪水中保持稳定,泥石流堰塞坝则可在一般性洪水中稳定。两类堰塞坝的消能率接近自然阶梯-深潭结构。崩滑堰塞坝消能率随单宽水流能量增大而提高,而泥石流堰塞坝则因较大的河谷横向空间汛期单宽水流能量增长较慢。干流堰塞坝的稳定性和消能特点均与当地单宽水流能量特点匹配,从而持久高效地消耗水流能量,提升河床整体稳定性。     

土石坝除险加固渗流稳定复核研究

坝体的渗流稳定复核是判断土石坝除险加固设计是否合理的标准。采用GeoStudio软件的渗流分析模块SEEP/W和坝坡稳定分析模块SLOPE/W,对某水库土石坝除险加固设计进行渗流稳定复核,得到大坝上、下游坝坡在不同工况条件下的最小安全系数。计算结果表明,该水库坝坡稳定,除险加固设计合理。     

中美土石坝渗透稳定计算对比分析

渗透变形的形式主要有管涌、流土、接触冲刷和接触流失等。通过对比中美两国土石坝渗透稳定设计的标准,分析了中美标准在渗透稳定计算内容、渗透变形判别方法、临界水力坡降及安全控制标准等方面的差异,指出了采用美国标准在土石坝渗透稳定设计中应注意的问题,为后续准确使用国外标准提供参考。     

土石坝防渗加固措施综述

我国大坝工程中,绝大多数为土石坝。渗流破坏是病险土石坝的主要表现形式,近年来,我国241座大型水库发生的多次工程事故中,因渗流破坏引起的占31.9%;国外土石坝失事因渗流破坏引起的比例更大。主要论述土石坝防渗加固设计原则及防渗加固措施。     

碾压混凝土重力坝的渗流控制

分析国内外现有碾压混凝土重力坝的渗控结构型式及运行效果并进行了综合评判。用渗流有限元法对不同渗控结构渗流场进行了分析比较，指出在碾压混凝土坝渗流控制中，防止渗漏仅仅是一个方面，更重要的是降低坝体的渗透压力。提出应将面板堆石坝的设计思想引入碾压混凝土坝的设计中。     

饱和-非饱和渗流下膨胀土坡稳定性评估的有限元法

总结了膨胀土坡饱和-非饱和渗流场中影响边坡稳定性的一些因素,建议了饱和-非饱和渗流下考虑强度降低、密度变化等稳定性影响因素的膨胀土坡稳定性评估三维强度折减有限元方法,研制相应的强度折减有限元程序。通过与传统极限平衡法分析结果对比研究,对抗剪强度折减有限元法分析边坡稳定问题的适用性进行了评价,得出采用三维强度折减有限元法确定考虑饱和-非饱和渗流场的膨胀土边坡稳定性安全系数是可行的结论。     

高碾压混凝土重力坝防渗结构型式研究

针对碾压混凝土及碾压混凝土坝的渗流特性，结合碾压混凝土坝防渗设计的主要原则，评述了国内外碾压混凝土筑坝过程中所采用的主要防渗结构形式，并总结出能满足渗控要求，又能充分发挥碾压混凝土施工特长的高碾压混凝土重力坝的防渗结构的形式和优选渗控设计方案。     

电磁测深法探测土坝渗漏

电磁测深法原是用于地球物理勘探的，笔者将这一无损探测方法应用于土坝渗流通道的探测取得成功．其优点为操作简便、迅速、无需电极，测量一点需2min，位置分辨高，横向测站距离可任意设置；纵向深度分辨率可达3～6m，测深系统由发射部分和接收部分组成，发射部分包括发射线圈、发射机和电源；接收部分包括接收线圈、接收机．该仪器在山东省曲阜市尼山水库进行了大坝坝体、基岩、断层、地下河和山体的渗漏探测，其结果与多年人工观测结果相符合，并发现一些细部构造和以前未曾发现的漏水处．     

有渗透水作用时混凝土坝的实测应力分析

混凝土坝的应力、应变监测是大坝安全监测的项目之一,大坝坝踵是应力、应变最敏感的重点部位。借助于多孔材料弹性力学的分析,对埋设于混凝土坝中的应力计和应变计实测应力、应变中的构成成分进行了研究,指出了应力计实测应力中包含有作用于混凝土骨架的有效应力和部分孔隙水压力;埋设在建基面和接缝面上的应力计,其孔隙水压力为全水头扬压力。同样埋设在坝体混凝土中的应变计,实测应变中则仅包含有效应力应变,而没有因孔隙水压力产生的变形分量,为正确应用混凝土坝应力、应变监测成果评估大坝安全性状提供了理论依据。     

广义回归神经网络在土石坝渗流监测中的应用

通过建立土石坝渗流监测数据的广义回归神经网络(GRNN)模型,对花凉亭水库坝基渗流测压管的监测数据进行了拟合与预测,并将其拟合预测结果与反向传播神经网络(BPNN)、多元逐步回归模型的拟合预测结果进行对比分析.结果表明,GRNN模型在数据拟合与预测方面均取得了很好的效果.