两河口心墙堆石坝渗流特性及其控制方案

建立了两河口工程坝址区的三维渗流有限元模型,并计算分析了坝体及其坝基的三维稳定渗流场特性,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.分析了坝基防渗帷幕和左右岸防渗帷幕深度和长度变化及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可满足要求.建议考虑坝基防渗帷幕仅截断3 Lu线以上岩体的防渗方案,并将左岸防渗帷幕的延伸长度减少50 m.     

强震持时对重力坝坝体-坝基整体损伤演化的影响

为分析地震动持续时间对重力坝坝体—坝基整体损伤演化的影响,基于塑性损伤力学理论,综合考虑重力坝坝体—坝基材料非线性损伤,以某重力坝为例建立坝体—坝基整体损伤力学模型,分析不同强震持时下的坝体—坝基体系动态响应及累积破坏规律,并探讨了强震持时的确定方法。结果表明,强震持时对重力坝坝体—坝基体系损伤演化影响明显,强震持时越长,重力坝坝体与坝基产生的损伤累积破坏范围越大;坝体抗震薄弱部位主要位于坝头下游折坡处附近,坝基抗震薄弱部位主要位于坝踵基岩处,且坝基损伤程度大于坝体损伤程度;强震作用下,重力坝坝体—坝基体系产生的塑性耗散能大于损伤耗散能,二者随着强震持时的增加均表现出不可逆的增长。研究成果可为大坝抗震设计提供参考。     

土石坝饱和砂土地基地震液化及加固措施数值模拟研究

为研究不同库水位及土石坝上下游坝脚有无设置压重对地震作用下饱和砂土坝基可液化土层的影响规律,以某中型平原水库土石坝为工程背景,利用岩土软件Geo-slope模拟分析了不同工况下坝基可液化土层的液化分布规律、坝体典型节点的加速度响应及上下游坝坡的稳定性。计算结果表明,正常蓄水位下,上下游坡脚设置压重后,坝脚处的液化区域明显减小,但远离上下游坝脚处的可液化土层的液化范围较无压重情况下几乎无改变。死水位情况下,上下游坡脚设置压重后可液化土层的液化区域变化规律与正常蓄水位下相似,但上下游远离坝脚处的可液化土层液化面积较无压重情况下相差无几,上下游坝坡的稳定性较为一致,但设置压重一定程度上增加了坝坡的稳定性。坝体的典型节点处的加速度出现不同的放大效应,其中坝顶的放大倍数最大,出现鞭梢效应。     

耿湾淤泥堆场粘土斜墙坝稳定渗流场有限元分析

耿湾粘土斜墙坝防渗体系的效果直接影响坝体安全稳定,根据耿湾堆场粘土斜墙坝设计剖面,构建了渗流分析数值模型,采用固定网格有限元非饱和渗流分析方法,计算了坝体稳定渗流场,分析了其防渗体结构、筑坝材料渗透系数对坝体渗流场的影响,并建议采取反滤防护工程措施保护下游可能出现的出逸面坝坡。计算结果表明,坝体防渗体系有效可行。     

某平原水库坝基渗漏分析手段及渗漏成因分析

针对某平原水库渗漏现象,采取安全监测、地质勘探和无损探测及数学模型等多种手段,对比了蓄水前后库周地下水渗流场差异,查明了坝基含水层中弱透水层连续性及缺失段,高密度电阻探测结果说明坝基含水层较深,应用坝体坝基及库周观测孔实测值开展了水库三维渗流反演计算,在此基础上对高水位水库大坝三维渗流场进行了预测计算。综合分析成果,揭示了水库渗漏成因,解释了库周浸没现象。结果表明,因地基相对隔水层渗透性大且有缺失段导致防渗体系不健全是水库渗漏主要原因,同时库内外广泛分布且封堵不彻底的农用机井缩短了有效渗径,增大了水库渗漏量。     

某平原水库坝基渗漏成因分析

针对某平原水库渗漏现象,采取安全监测、地质勘探和无损探测及数学模型等多种手段,对比了蓄水前后库周地下水渗流场差异,查明了坝基含水层中弱透水层连续性及缺失段,高密度电阻探测结果说明坝基含水层较深,应用坝体坝基及库周观测孔实测值开展了水库三维渗流反演计算,在此基础上对高水位水库大坝三维渗流场进行了预测计算。综合分析成果,揭示了水库渗漏成因,解释了库周浸没现象。结果表明,因地基相对隔水层渗透性大且有缺失段导致防渗体系不健全是水库渗漏主要原因,同时库内外广泛分布且封堵不彻底的农用机井缩短了有效渗径,增大了水库渗漏量。     

小浪底水库蓄水初期运用坝基渗流分析与安全性评价

针对小浪底水库蓄水运用初期坝基渗流异常问题,在分析坝基防渗体系基础上探讨了坝基渗流原因,介绍了三个阶段帷幕补强灌浆等工程措施及处理效果,从渗水量变化、典型库水位下的防渗效果、防渗墙下游侧坝基渗透比降分析、库水位275 m时防渗效果预测等角度综合评价补强灌浆后坝基防渗效果很好,因而得出坝基渗流安全的结论.     

大板水库大坝防渗加固措施及其效果评价

针对大板水库大坝防渗效果较差问题,提出了坝体混凝土防渗墙+坝基帷幕灌浆的防渗加固方案及高压旋喷墙+压力充填灌浆的质量缺陷补强措施,并对大坝防渗加固前、后进行了有限元渗流分析。实际运行结果表明,加固及其补强措施总体效果显著。     

深覆盖层高面板堆石坝连接板型式优化分析

以金沙江塔城水电站深覆盖层高面板堆石坝为例,采用三维有限元数值方法,研究了在100m级深厚覆盖层上建200m级超高混凝土面板堆石坝坝基与坝体防渗系统的连接采用连接板型式时,坝体各防渗结构及接缝的应力变形情况,并对可行方案进行了优化分析。结果表明,塔城深覆盖层高面板堆石坝各防渗结构及接缝的应力变形与同类坝相比是合理的;三种方案中,设置三块等长连接板时,防渗体系各接缝的剪切变形最小,为最优方案。     

房山水库土坝多头小直径水泥土防渗墙加固效果评价

为评价多头小直径水泥土防渗墙的防渗效果,以房山水库土坝加固为例,采用有限元法计算分析加固前后坝体渗流特性。结果表明,以多头小直径水泥土防渗墙为主要防渗措施建立的防渗体系效果良好,可明显改善坝体和坝基的渗流性态,加固后大坝各料区渗透坡降和渗透流量均明显减小,均能满足《碾压式土石坝设计规范》的要求,且该方法施工质量可靠、造价低,可广泛推广应用于土坝防渗加固。     

不同面板缺陷下面板堆石坝渗透稳定性数值模拟研究

为研究不同面板缺陷联合库水位变动(库水位高程、库水位骤降速率、缺陷高程、缺陷尺寸)对面板堆石坝渗透稳定性的影响,以浙江省临海市某面板堆石坝为例,利用岩土软件Geostudio的Seep/w与Slope/w模块对含不同缺陷及不同库水位情况下的面板堆石坝进行了有限元分析,得到了渗漏量、面板后浸润线高程及上下游坝坡的安全系数变化规律。计算结果表明,库水位高程越高,面板坝坝后浸润线高程越高,坝体的渗漏量越大,上游坝坡安全系数越大,下游坝坡安全系数越小;当库水位高程低于缺陷高程时,完整面板坝与含缺陷面板坝的渗透稳定特性一致,当库水位高程大于缺陷高程时,库水位水平越高,面板坝后的浸润线高程越高,同时渗漏量也越大;库水位骤降下面板坝内部浸润线呈现先疏后密的规律,在库水位骤降经过缺陷高程时,坝体内部浸润线有个突然下降的过程;一旦面板发生缺陷,面板坝后的浸润线及渗漏量会出现较大的增长,安全系数下降幅度也较大,缺陷高程越高,面板坝后浸润线高程及渗漏量越大,安全系数也越小;缺陷尺寸越大,面板后的浸润线高程及渗漏量也越大,安全系数越小,但变化幅度较小,同时,上游坝坡的安全系数整体上要大于下游坝坡。     

黑龙江引嫩扩建骨干工程运行后嫩左低平原次生盐碱化易发性预测

针对黑龙江引嫩扩建骨干工程运行后嫩左低平原土壤次生盐碱化易发程度问题,分析了嫩左低平原次生盐碱化的形成条件,指出次生盐碱化与包气带渗透性、地下水矿化度、地下水位埋深密切相关,参考DRAS-TIC方法给出了这三者的评分及其权重,进而利用SPSS软件构建地下水矿化度与地下水位埋深、大气降水量及蒸发量的多元线性回归方程,据此预测了引嫩扩建骨干一期工程运行后2015年9月嫩左低平原处的地下水矿化度。构建了嫩左低平原地区土壤次生盐碱化易发性计算公式,计算了2015年9月各监测点的易发性数值,进而划分出土壤次生盐碱化易发性分区,为下一步有效预防土壤次生盐碱化奠定了基础。     

平原水库浸没地下水临界埋深分析

平原水库蓄水易产生水库浸没,危害周围农作物和建筑物,需确定平原水库地下水临界埋深。对于农作物,水库浸没导致农作物发生渍害和次生盐渍化,利用作物根系层厚度计算防止农作物发生渍害的临界埋深;引入矿化度级差计算防止土壤次生盐渍化的临界埋深,选取两者最大值作为农作物浸没临界埋深。对于建筑物,引入弹塑体结构计算模型,根据承载力与地基应力的关系计算承载力影响下的临界埋深,根据应力分层总和法确定受附加应力影响的临界埋深,最后利用层次分析法计算权重大小,综合考虑各因素确定建筑物浸没临界埋深。通过提出地下水临界埋深评价方法为减轻浸没危害、预测库区可能发生浸没的地区范围提供了依据。     

石佛寺水库周边地下水生态水位研究

鉴于地下水生态水位埋深确定的重要性,通过室内土柱蒸发试验、毛细上升高度试验进行分析计算,确定极限蒸发深度与毛细上升高度,从而确定石佛寺水库不同功能区地下水生态水位埋深上、下限。结果表明,粉质砂土区、粘土区极限蒸发深度分别为4.1、4.0m;水库及周边地区毛细水上升高度约为1.5m;库区内各植物生长最适宜地下水位埋深为2.0m,附近农田区水稻高产的最适宜地下水位埋深为1.8m。因此,为均衡合理地利用地下水资源,避免产生生态负效应,应将石佛寺水库漫滩区地下水生态水位埋深控制在2.0~4.1m之间,湿地区生态水位埋深控制在2.0~4.0m之间,附近农田区生态水位埋深控制在1.8~4.0m之间。     

土石坝加宽培厚对坝体位移与心墙应力变化的影响

为考察西南地区某土石坝加宽培厚后坝体的真实工作性态和安全状况,采用三维有限元方法分析了土石坝坝体加宽培厚及蓄水运行时坝体位移、防渗心墙应力与等效塑性应变区域的变化规律。结果表明,坝体沉降最大值发生在加宽培厚土层区域,且坝体出现了向上游与向下游的水平位移,下游贴坡式加宽培厚方式使坝体防渗心墙出现了拉应力与较大区域的等效塑性应变范围,坝体加宽培厚后,需进一步判定坝体培厚土层的稳定性以及心墙的屈服情况与防渗性能。研究成果可供类似工程参考。     

基于MIKE软件的溃坝洪水数值模拟

为模拟水库溃坝,以金牛山水库为例,在分析设计洪水和水库水位多种组合下利用MIKE软件模拟了主坝溃决后洪水在下游的演进过程,获得了淹没水深、淹没范围及流速等洪水风险信息,为金牛山水库下游防洪决策提供了依据。     

不同地下水位埋深下五道沟地区地表径流变化规律分析

基于五道沟实验站1991~1999年实测降水、地表径流及地下水位埋深资料,运用水文学原理及数理统计方法,选取不同降雨量和降雨类型,分析了不同量级降雨量、前期土壤干湿状态、次降雨过程砂姜黑土地表径流量及径流系数随地下水位埋深的变化规律。结果表明,对于砂姜黑土,在50mm以上日降雨过程中,存在土壤表层蓄满、深部超渗的分层产流机制;地表径流量及径流系数随地下水位埋深增加呈指数递减趋势,且随降雨量的增加地表径流系数呈上升趋势;而前期土壤干旱时间长、土壤含水率较低、地表径流系数随地下水位埋深增加而减少,且降雨集中分布比降雨分散分布的地表径流系数高。     

龚家坪水库窄廊道大坡度深斜孔钻灌法施工技术试验

为解决在45°光斜面、宽度1.5 m、净空高度2.2 m的廊道内钻灌施工平台搭设及深斜孔钻灌遇到的问题,以龚家坪水库为例,通过制作整体可移动式钻灌平台,采用取芯与不取芯相结合的方法和架设扶正器的措施,成功处理了#5坝段廊道内45°大坡度光斜面上钻深达84 m的深斜帷幕灌浆试验中遇到的施工技术问题;同时验证了在库前37 m水头下灌浆形成防渗帷幕技术的可行性,为类似工况条件下同类项目施工提供了借鉴。