基于数值模拟的土石坝防渗墙渗流稳定性分析

为了研究混凝土防渗墙在不同工况下的渗流稳定性,基于数值模拟系统,分析防渗墙深度对渗流场影响以及材料渗透系数敏感性变化规律。结果表明：(1)坝基渗流量及坝后出逸点水力坡降受防渗墙的深度影响较大,随防渗墙深度的增大,坝基渗流量和总渗流量减小。当防渗墙深度小于40m时,坝基渗流量和总渗流量随防渗墙的深度增大而显著减小。(2)当防渗墙底端为不同材料的交界面时,墙底水力坡降较大,实际工程中应尽量避免墙底位于不同材料的交界处;对于封闭式防渗墙,需设计较大的嵌固段深度,以保证墙体不发生严重的局部冲刷。(3)当无量纲渗透系数小于1时,随渗透系数比的增大,不同工况下防渗墙底部水力坡降减小,但减小速率越来越平缓。研究结果显示,防渗墙深度大于40m即可满足防渗和大坝的稳定性要求。     

基于ABAQUS的土石坝防渗墙渗流稳定性研究

为了研究双排防渗墙的防渗效果,基于数值模拟,分析防渗墙间距、嵌入深度及渗透系数对大坝渗流稳定性的影响。结果表明,大坝防渗墙的防渗系数对防渗效果有重要影响,防渗墙的渗透系数大于10^-7cm/s,随着主副墙渗透系数比值的增大,防渗墙的折减水头梯度变大;墙体防水帷幕未插入基岩时,主副墙的帷幕深度对坝基渗流稳定性影响较大。主墙水头折减和水力梯度随着帷幕深度比值增大而增大。主副墙的帷幕插入新鲜基岩,主防渗墙的最大水力坡降为92.9,副墙最大允许水力坡度为75.6,采用副墙下接帷幕深度10m和主墙下接帷幕深度50m的设计方案可以满足防渗要求。     

低弹模混凝土防渗墙弹模值对大坝压应力的影响

针对国内广泛应用于土石坝除险加固中的低弹模混凝土防渗墙,介绍目前混凝土防渗墙弹性模量的取值范围及混凝土防渗墙的运行效果.以浙江省吴家园水库大坝除险加固中低弹模混凝土防渗墙的应用为研究背景,通过有限元软件模拟分析混凝土防渗墙的应力应变,结合大坝运行过程中防渗墙应力应变监测资料,研究弹性模量的变化对低弹模混凝土防渗墙应力应...     

高聚物防渗墙土石坝及其应力场与渗流场耦合分析

系统介绍了土石坝防渗加固工程中高聚物防渗墙的施工方法和步骤,在考虑实际工程条件基础上,建立坝体正常蓄水情况下高聚物防渗墙土石坝应力场与渗流场耦合分析的数值模型。高聚物防渗墙堤坝在考虑渗流-应力耦合作用时,坝体不同位置处的最大压应力的结果要大于不计耦合时的压应力值,且高聚物防渗墙竖向位移和水平位移值考虑耦合时明显大于不计耦合时,坝体内浸润线位置也有同样变化。分析结果说明忽略渗流与应力耦合作用会导致坝体和墙体的位移和应力计算结果偏小,为今后高聚物防渗墙除险加固工程的设计及施工提供理论依据。     

高密市城北水库防渗墙施工设计

土石坝是目前水利工程建设中应用较为广泛的一种坝型,据不完全统计我国土石坝数量占到大坝总数的90%以上。由于各种原因,土石坝不同程度存在渗漏等安全问题。目前针对土石坝渗漏问题的处理措施多种多样,本文以高密城北水库大坝除险加固工程案例,探讨在土石坝除险加固工程中防渗墙的施工设计。     

土石坝坝体混凝土防渗墙应力变形分析

以浙江省某粘土心墙坝除险加固工程防渗墙加固方案优化设计为背景,采用二维非线性对防渗墙的应力变形特性进行分析。研究土石坝坝体混凝土防渗墙在不同弹性模量、墙厚和坝高工况下的墙体应力变形特性。墙体应力受弹性模量及坝高的影响显著,受墙厚的影响微小;水平位移受坝高的影响显著,受弹性模量和墙厚的影响很小。坝体防渗墙设计时,应重视墙体混凝土弹性模量的选择。对一般20 m级的低坝可采用普通混凝土材料,对于40～60 m级中坝,应控制弹性模量不超过5000 MPa。     

土石坝防渗墙特性参数对坝体稳定性影响分析

为分析防渗墙特征参数对大坝稳定性的影响,基于数值模拟研究了防渗墙弹性模量、厚度及位置对坝体变形和内力的影响,结果表明：当混凝土防渗墙的弹性模量为15 GPa时,坝体位移随高程的增大而增加,混凝土防渗墙以受压为主,当混凝土弹性模量为15～25 GPa时,坝体是安全的;坝体第一主应力和第三主应力随高程变化表现出波动变化趋势。随防渗墙的厚度越大,第三主应力的绝对值越小,大坝越安全;防渗墙距上游坝顶距离越小,第三主应力绝对值越小,压应力越小,防渗墙越稳定。     

渗流场和应力场耦合应力变形数值分析

土坝的实际运行和理论研究均表明,当大坝建成蓄水后,上游库水位的抬高将使水体在坝体和坝基中产生从上游到下游的流动,形成渗流场,从而对土坝原有的应力场产生影响,且这种影响是相互的,其实质是渗流作用下渗流场与应力场的耦合作用。本文结合具体算例阐述坝体在耦合作用下的变形情况。     

土石坝防渗墙特性参数对渗流稳定性影响分析

为研究防渗墙特征参数对大坝渗流稳定性的影响,文章基于数值模拟系统地研究了防渗墙高度、深度及水位对渗流量比值及扬压力比值的影响,结果表明:防渗墙的深度大于30 m时,防渗效果的影响逐渐趋于稳定。随防渗墙阻力系数的增大,扬压力呈现波动趋势,防渗墙位置应尽量靠近临水侧坝踵位置以降低坝基扬压力。研究结果可为土石坝防渗提供参考。     

基于双场耦合高聚物防渗墙土石坝静动力响应

高聚物防渗墙近年来被广泛应用在堤坝的防渗加固工程中,同时耦合分析方法也成为分析坝体应力场和渗流场的研究热点。为了研究坝体增建高聚物防渗墙后,考虑渗流场和应力场的耦合作用和不考虑双场耦合作用下坝体和墙体的静动力响应,采用FLAC3D软件建立高聚物防渗墙土石坝应力场和渗流场的三维数值分析模型,分析坝体与墙体在静力荷载及地震荷载作用下的应力、位移、孔压和加速度的分布规律。研究表明,与非耦合分析计算结果相比,高聚物防渗墙土石坝耦合计算的应力值和位移值较大,更有利于坝体和墙体的安全性分析,为土石坝防渗加固和堤坝高聚物防渗墙工程抗震设计及施工提供参考依据。     

高心墙土石坝三向渗流问题研究

渗流与渗透稳定问题是土石坝的关键技术问题,随着计算技术的发展和大量应用,三向渗流数值计算结合土体材料的渗透稳定性试验,已成为分析高土石坝渗流问题有效和可靠的方法之一.结合黑河引水工程金盆枢纽坝区1.2 km×1.2 km范围内的三向渗流数值计算结果,探讨了高心墙土石坝三向渗流的特点, 与二向渗流计算结果比较分析,指出土石坝的渗流研究不应该只局限于坝体区域,而应该将坝体、坝肩以及一定范围内的库区按整体一并研究才能得到符合实际的结果.     

基于光滑有限单元法的土石坝无压渗流场数值模拟

获得自由面准确位置是无压渗流分析中最被关注的问题.采用光滑有限元法对土石坝无压渗流场进行数值模拟,对不同模型的自由面位置进行求解,研究了渗透异常体对自由面和渗流参数的影响.根据梯度光滑技术,建立了无压渗流问题的光滑有限元模型,该方法的优势在于将单元面积分优化为沿单元边界的线积分,简化了边界相交单元的内部积分过程,降低了...     

基于无单元Galerkin法的饱和—非饱和土石坝渗流正演模拟

在土石坝渗流正演模拟中,仅研究饱和区域的渗流场并不能全面真实地反映出土石坝地下渗流状态,非饱和渗流区域的研究同样至关重要,利用无单元Galerkin法对饱和-非饱和渗流域进行求解。首先从达西定律出发,推导了渗流方程及边界条件,其中详细推导了无单元Galerkin法——通过滑动最小二乘法构造形函数,同时利用罚函数的方法计算边界条件。然后,通过与GeoStudio软件计算出的仅饱和渗流场以及饱和-非饱和渗流场进行比较,证明了该方法的准确性及有效性。最后,通过不同的均质和非均质模型,研究了坝体中零压力线、水头值、孔隙压力、含水率的分布。无单元Galerkin法只需要通过节点来实现对全域渗流场的精确逼近,解决了对网格单元的依赖问题,与其他数值方法相比,其具有前期处理数据简单和精度高的优点,更适合稳定饱和-非饱和渗流场这种复杂情况的正演模拟。     

新型防渗墙在水库坝基防渗中的应用

辽宁省水科院在小龙口水库坝基砂卵石层防渗施工中,将高压喷射灌浆与静压充填灌浆结合在一起,构筑夹心结构防渗墙.与高喷板墙相比,该种形式防渗墙厚度增加了3～4倍,单位体积墙体水泥含量增加了15%,从而使墙体的耐久性得到很大程度的提高.文章就这种新型夹心防渗墙在小龙口水库坝基防渗中的设计、施工及防渗效果作了介绍.     

土石坝渗流研究综述

渗流和渗透控制是土石坝工程中的一项极其重要的课题,直接关系到工程的安全和投资.许多水工建筑物的失事都与渗流有关.从渗流量计算、渗透变形、渗透控制、渗流的数值模拟和渗透变形试验几个方面总结了国内外的研究现状和成果.认为今后研究重点应放在研制能够测定宽级配料在有围压条件下垂直向、水平向临界水力坡降与渗透系数的设备上,并应开展相应的理论分析.还应该研究建立渗透分析模型,利用其分析散粒体颗粒间受力相互作用发生变形的过程,并确立相应的数值模拟方法.     

桐柏抽水蓄能电站土石坝渗流监测及模拟分析

抽水蓄能电站库水位日变化大,导致坝体发生非稳定渗流,严重影响大坝边坡稳定。基于桐柏抽水蓄能电站上库土石坝渗流监测和数值模拟,研究库水位日变化对坝体渗流和整体稳定性的影响。研究结果表明,在最高库水位的稳定水位浸润线已形成前提下,库水位短暂周期性变化只会引起坝体上游侧局部浸润线位置变化,而其余绝大部位浸润线位置与最高稳定水位时浸润线位置基本相同。库水位迅速降低时,坝体将发生向上游侧渗流,对大坝前坡整体稳定性影响较大;随着库水位迅速降低,大坝前坡整体稳定系数显著减小。     

西霞院反调节水库土石坝膜防渗工艺

黄河西霞院反调节水库土石坝采用土工膜前置防渗,通过设置土工膜并根据接触作用的三维数值计算得出膜周边锚固部位的相对位移,设计该部位膜吸收位移的铺设方式。在环境温度ti为2~33℃范围内每间隔5℃设置3个焊接温度tw,通过对应焊接试样的拉伸、剥离试验,获得ti~tw关系曲线,以指导施工焊接;通过焊接试样附着水分、尘埃、纤维的焊接试验,证明复杂环境下保持焊接部位清洁对保证焊接质量的重要性;通过锚固试件的渗透试验,证明锚固工艺的可靠性;通过对复合土工膜复合工艺的改造,满足坝轴线弯曲段复合膜的拼接、铺设平顺。经蓄水一年后现场检查,膜拼接、锚固部位运行可靠。     

土石坝渗流的BP神经网络模型

通过对土石坝渗流的成因分析,应用神经网络原理,并结合某土石坝的实测渗流资料,建立了渗流BP神经网络模型,给出了模型的输入、模型输出因子和模型结构。实例分析结果表明,模型合理、可靠,精度较高。     

关于土石坝渗流监测相关问题的探讨

针对大坝渗流监测工作中测压管与渗压计选择,渗流压力与浸润线的关系,测压管制作埋设,土石坝渗流项目监测布置的规范性和有效性,大坝安全监测分析管理软件,大坝监测技术人员能力建设等方面的问题进行了分析探讨,并结合实际工作经验,提出了部分系统存在的设计缺陷,可对大坝安全监测系统设计和运行管理工作提供参考。