纳子峡面板砂砾石坝渗流性态三维有限元分析

根据纳子峡水电站工程坝址区地形地质条件,建立了坝址区三维渗流有限元模型,计算分析了正常蓄水、设计洪水和校核洪水3种工况下坝体及坝基的稳定渗流场,获得了坝体和坝基的位势分布、坝体各分区的渗透坡降及渗透流量等。计算结果表明,在各种工况下坝体及坝基的渗流场符合一般规律,混凝土面板及防渗帷幕等组成的防渗系统可消减水头84%以上,其作用明显;混凝土面板及坝基防渗帷幕的渗透坡降较大,垫层、砂砾料区等的渗透坡降很小,坝体各分区的渗透坡降均小于材料的容许渗透坡降,大坝防渗排水系统的设计在技术上是合理的。     

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。     

土工膜修复浆砌石重力坝渗漏的效果分析

针对某病险浆砌石重力坝坝体和坝基渗漏问题,提出了坝面布设土工膜联合坝基帷幕补强的渗漏修复方案,采用有限元法,对大坝开展多工况下渗流场计算,得到了大坝等水头线分布、浸润线高度、渗透坡降及渗流量,重点对土工膜和帷幕的防渗效果进行了论证分析。结果表明,大坝上游面土工膜削减水头显著,膜后坝体浸润线位置低,坝体渗流量小;坝基补强后的帷幕亦有较好的防渗效果,有效限制了坝基渗漏,帷幕渗透坡降小于允许坡降。采用土工膜联合帷幕补强修复浆砌石坝体渗漏是合理可行的。     

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...     

水利枢纽运行期软岩坝基渗流控制效果评价与数值分析

以广东省新丰江水电站工程为研究对象进行数值模型的构建,对软岩坝基渗流控制效果进行数值分析与评价,结果表明,现有防渗、排水设计可将坝体与坝基岩层内水头值显著减小,有效地降低坝基扬压力,相比于无渗控措施工况,可减小一半的扬压力;依靠排水设施实现坝基扬压力降低,防渗帷幕在坝基扬压力降低方面贡献很小。在已有的渗流控制措施下,当帷幕的渗流系数达到5.5 Lu时,坝体和坝基内等水头线的分布及坝基的扬力值没有显著的改变,而坝基的总渗流量和坝基的排水孔排水量的改变仅为7.1%。三维有限元渗流计算表明,现有防渗、排水系统可降低坝基扬压力,减小坝基渗漏量,帷幕可降低坡坝段坝基扬压力;在帷幕渗透系数为5.5 Lu时,各坝段坝基扬压力变化不明显,坝基渗流量增加9.1%。     

幸福水库大坝渗流安全分析及评价

由于上下游水头差的影响,土石坝坝体和坝基中的渗流可能导致坝体出现渗流冲刷、管涌、渗漏,严重时将会导致坝体溃决,以长期的渗流观测资料和二维渗流有限元计算等手段对大坝渗流情况分析得到广泛的应用研究。以江西幸福水库大坝为研究对象,在分析幸福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,对幸福水库大坝的渗流安全状况进行分析,结果表明,混凝土防渗墙防渗效果良好,大坝各区域渗透坡降满足安全运行要求,坝肩处存在绕坝渗流问题,整体渗流状况较好,为保障水库大坝安全运行管理提供科学依据。     

王家塘水库大坝加固前后渗流分析与评价

文章以王家塘水库大坝典型横剖面为研究对象,采用有限单元法对校核洪水位、设计洪水位和正常蓄水位等工况下加固前后的坝体渗流进行对比分析。结果表明：加固前大坝坝体浸润线位置高、渗流量大、逸出点水力坡降大于允许坡降、存在发生渗透破坏的可能;加固后浸润线位置明显降低、渗流量减少、逸出点水力坡降小于允许坡降,坝体满足渗流稳定要求,防渗加固措施效果显著。     

改扩建水库土坝段三维渗流问题仿真研究

渗流问题是直接影响大坝改扩建后运行安全的关键问题,为此,利用三维渗流场的仿真研究,合理评价大坝改扩建设计渗控的合理性和有效性是十分必要的。采用无压渗流场仿真计算理论和有限元方法,在设计渗控措施下,对某水库加高加固后土坝的三维渗流问题进行仿真计算,并定性、定量分析了土坝坝区浸润线、水头分布、渗透坡降及渗漏量等渗流参数的数值规律。结果表明,混凝土预制块、复合土工膜、防渗帷幕等组成的坝体防渗体系,可以有效地截断通过土坝的渗流,但水库水位的抬高也增加了土坝连接部位的绕渗、渗透坡降等不利渗流的安全问题。     

岩溶发育地质条件下的库区三维渗流场分析及渗控效果评价

我国是世界上岩溶地貌分布较为广泛和典型的国家之一,因而在岩溶发育地质条件下建库筑坝成为坝工界普遍重视的技术难题。库址区的渗流分析和控制评价是大坝设计及运行过程中的一个重要环节,对库址区岩土体及水工建筑物的安全和水库运行的经济合理性有着重要的影响。选取某岩溶发育地质条件下的水库大坝工程,结合工程特点,建立反映主要坝体结构和库址区水文地质特征的渗流分析三维有限元模型,采用饱和-非饱和渗流计算理论计算分析运行期库址区渗流场,并研究库址区坝体、坝基及两岸岩体渗流特性和变化规律,进而对工程所采取的防渗体系的合理性进行评价。结果表明：设计防渗体系能够有效降低库址区地下水位,库址区各部位渗透坡降总体较小,能够满足渗透稳定要求,并且在当前防渗系统作用下,库址区渗漏量得到有效控制。     

某水库复杂坝基沥青混凝土心墙坝渗透安全评价

某水库工程沥青心墙坝坝基存在砂卵砾石层渗透性强、河床断层、左岸绕坝渗流等防渗设计难题,为减少渗漏和保障工程运行安全,该工程坝体采用沥青混凝土心墙进行防渗,坝基及左岸古河槽采用固结灌浆及帷幕灌浆的方式进行防渗处理。针对坝体和坝基系统的防渗设计,通过三维渗流分析,确定了不同运行工况下水库的渗透流量,研究了坝体和坝基系统及周围山体的渗流场分布,结合渗透破坏试验确定允许水力坡降,对大坝防渗体系的有效性和防渗设计合理性进行了评估。结果表明,该工程防渗体系能有效防止水库发生明显渗漏,坝体下游渗流出逸点和坝基覆盖层不会发生渗透破坏。     

西藏某水电站工程首部枢纽平衡防渗优化设计

以"平衡防渗原理"为依据进行防渗帷幕各分区设计,即依据渗漏量和允许水力坡降的控制标准先确定防渗帷幕的深度,再依据绕过两岸帷幕的渗流速度等于绕过坝基河床下帷幕的渗流速度确定防渗帷幕长度,最后,依据穿过帷幕的渗流速度等于绕过坝基河床下帷幕的渗流速度确定防渗帷幕的厚度,可以避免防渗帷幕局部防渗过当或防渗不足,达到全局最优。对西藏某水电站工程首部枢纽拦河坝不同防渗分区的各种防渗方案进行了平衡防渗优化设计,通过三维有限元软件的计算结果分析,验证了依据"平衡防渗原理"进行的结构优化设计的合理性。研究成果不仅对该工程防渗方案的修改提供依据,还对类似工程防渗帷幕的设计提供参考依据。更多还原     

土石坝除险加固工程渗流计算分析

文章针对某土石坝除险加固工程，利用MIDAS/GTS有限元软件建立三维数值模型，计算分析土石坝在正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位3种工况下的渗流稳定性。结果表明，所采用的渗流控制措施能够有效降低坝体浸润线，减少坝基渗流量，为以后类似工程的设计提供一些技术参考。     

高面板堆石坝施工期防洪度汛的渗流问题研究

高面板堆石坝工程时常面临施工期挡水度汛的情形, 针对度汛期渗控体系不完善的渗流问题, 依托某高面 板堆石坝工程, 考虑坝体填筑、 防渗体系以及基岩分布等因素, 建立三维有限元计算模型, 并采用改进结点虚流 量法进行渗流场仿真计算, 得到不同度汛方案下坝体渗流场的水头分布、 浸润线和渗透坡降, 系统分析了施工期 挡水度汛情形的渗流场规律和特点。结果表明, 若坝体防渗体系不完整, 施工期坝体会引起显著的渗流问题, 易产生第二渗控线发生渗透破坏的危害, 应确保坝体挡水时渗控体系的有效性, 并严格控制第二渗控线的施 工质量。     

瀑布沟高心墙土石坝渗流分析

在深覆盖层地基上修建高土石坝,其防渗体系的可靠性是一项关键技术问题.防渗墙与土质防渗体连接处是抵御渗透破坏的关键部位.根据瀑布沟土石坝防渗体系的结构特点,利用有限元方法对瀑布沟土石坝进行了渗流分析.结果表明:坝体渗流与应力变形计算时,副防渗墙按40％承担水头较为合适;连接部位的渗透坡降是非均匀变化的,混凝土结构顶部的渗透坡降较大,心墙底部出口处的渗透坡降较小;坝体与两岸相接部位心墙底部渗流出口处的坡降最大.研究结论可以为类似工程提供参考和借鉴.     

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。     

基于ANSYS的软基重力坝剖面优化设计

基于有限元理论,以大型通用有限元软件ANSYS为平台,首先对渗流与结构的耦合进行分析,然后利用软件优化模块将重力坝剖面的几何参数和坝基防渗参数结合起来进行优化,从而整体协调坝体和防渗措施的造价关系。在坝体应力和坝基渗透坡降以及抗滑稳定满足规范要求的前提下,寻找经济而实用的体形,从而降低工程投资。计算表明,优化结果良好,为软基重力坝的设计修建提供了一定参考。     

基于复合土工膜防渗的希尼尔水库大坝渗流分析

以希尼尔水库大坝复合土工膜防渗段为例,对主坝典型断面2+600、3+125与3+375断面进行了渗流分析,结果表明:主坝2+600断面坝基在高库水位时渗压水位较低、渗透压力较小,坝基渗流位势较小、变化正常,水平向渗透坡降小于允许值;主坝3+125断面坝基透水性较强,坝基复合土工膜与坝体PE复合土工膜组成的防渗体系防渗效果不佳,应加强渗流观测,确保大坝安全;主坝3+575断面坝基及坝体渗流位势变化基本正常,坝体砂砾石渗透坡降小于允许值,坝基透水性较强,在高库水运行期坝基渗压水位高、渗透压力较大。研究结果为指导水库的安全运行提供了重要参考。     

肖克尔水库大坝渗流安全评价

根据肖克尔水库的实际情况,通过渗流有限元计算分析,全面评价了水库大坝的渗流状况。结果表明:大坝坝基由低液限粉土、粉土质砂组成,坝基渗透较严重;坝基清除不彻底,坝体与坝基间接触渗漏;在水库正常蓄水位时,0+100坝段、0+600坝段下游坝坡出逸段及下游坝基水力坡降大于允许坡降,坝体坝基有发生渗透破坏的可能。大坝渗流安全评价为C级,建议采取相应加固处理措施,并完善渗流监测设施。     

纳子峡混凝土面板砂砾石坝渗流监测与评价

纳子峡水电站混凝土面板砂砾石坝是高海拔、严寒地区修建在覆盖层上的最高的面板坝,其渗透安全尤为重要。该坝最大坝高117.6 m,覆盖层组成物主要为冲积砂卵砾石层,厚度为19.9～21.1 m,坝址两岸基岩裸露,岸坡及坝基均为黑云母石英片岩夹花岗片麻岩和片麻状花岗闪长岩,致密坚硬,其渗流特性复杂。通过布置渗流监测设施,系统采集混凝土面板砂砾石坝的渗流监测数据,并利用三维有限元模型进行了分析,得出了坝体的渗流量。监测与评价结果表明,大坝蓄水运行以来,坝体渗透压力及最大渗透坡降满足设计要求,水库渗流量变幅较小,且逐步趋于稳定,总的渗流量与计算结果比较接近,说明工程运行状态与设计基本接近,大坝防渗设计合理。     

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。