堤防渗透破坏形式与实例分析

长期的堤防除险加固工程的实践表明,渗透破坏是堤防工程中普遍存在的问题。渗透破坏既是威胁堤防安全的主要问题,也是堤防破坏的主要形式。查明岩土结构与渗透破坏的类型和形式,是堤防工程勘察的重要任务之一。本文先从渗透破坏的类型以及分类出发并以惠州市惠城区某堤防工程为例对堤防加固工程中常出现的渗透破坏问题进行了简单分析与论述,供同类工程参考。     

辽河砂堤的渗流特性模拟分析

渗流是堤防安全的主要问题之一,通过研究和分析渗流问题,可以有效地减小堤防被渗流破坏的可能性,也可以根据理论依据为实际堤防渗流问题提出解决措施.本文主要研究辽河干流典型河段粉细砂筑堤在汛期高水位运行时,堤防渗透变形的基本规律.以达西定律为基础,采用有限体积法进行建模、网格划分、计算,对不同边坡比率的渗流规律进行分析研究.     

堤防渗透变形破坏型式的判别方法

堤防渗透变形破坏的主要结构型式为管涌和流土,其破坏的外部表现极为相似,但其发生机理及渗透破坏过程却根本不同,如何判别好堤防渗透变形的破坏型式,有针对性地分别采取不同的预防和防治措施,是堤防设计中渗流控制的关键性环节。     

浅议穿堤涵洞渗透破坏及其防治

1 引言 我市境内流域性堤防及中小型水库在5个流量以上的穿堤涵闸共有280余座,这些穿堤涵闸在保障全市工农业生产及防洪保安方面发挥了巨大作用。但是由于建筑物大都始建于60～70年代,运行30多年来,在历次大洪水中也出现过许多因渗透破坏引发的险情,暴露出了设、施工、管理中存在的一些尚待急需解决的问题。2 穿堤涵闸的渗透破坏2.1 涵闸与土堤的接触面渗漏破坏 在上、下游水位差作用下,渗透水沿涵闸与堤的接触面渗漏,告别有的堤防原设计标准偏低,经过历次加固     

基于LHS-MC的堤防渗透破坏风险分析

以有限元法分析为基础,结合拉丁超立方抽样和蒙特卡罗方法(LHS-MC),可对不同洪水位下的堤防渗透破坏风险进行分析。在分析中,考虑堤防土体渗透系数的不确定性,将其视为服从正态概率分布的随机变量,计算得到堤防相应的最大水力坡降,并通过统计N次计算结果,根据渗透破坏功能函数,计算堤防在相应水位下的破坏概率。首先,采用拉丁超立方抽样方法对渗透系数进行N次抽样;然后,对每一次抽样进行一次确定性有限元渗流不同水位条件下的渗透破坏概率计算。结果表明:堤防渗透破坏的概率随着水位的上升而变大,渗透系数的随机性也对堤防渗透破坏影响较大,拉丁超立方抽样和蒙特卡罗方法应用于水工结构破坏风险分析,可有效提高计算效率。     

堤基渗透破坏机理的实验研究

堤基透水层渗透破坏是洪水期间堤防发生险情的主要原因,对堤基渗透破坏机理进行研究,了解堤基渗透破坏的类型和特性,有针对性地进行控制处理,保护堤防的安全,在堤防加固和防洪决策中具有重要的科学理论意义和工程应用价值。本文在堤基渗流模拟方面采用室内砂槽模型进行探索研究,结合工程实际,为防渗加固设计和防洪决策提供参考。     

丹江堤防工程勘察中的几点认识

本文根据丹江河流特点及商州市堤防质量特征对堤防的破坏类型，堤基的渗透稳定及筑堤料位置的选择等主要工程地质问题进行了分析评价，说明了渗透破坏及冲刷破坏是该类堤防工程破坏的主要类型，并结合工程经验及实例对筑堤料场距离进行了计算，说明在堤内外附近取料对堤基的影响及危害，供堤防设计及施工参考。     

砂砾石土渗透变形特性的应力状态相关性试验研究

渗透变形是砂砾石土地基及堤防结构破坏的常见形式之一。影响渗透变形的因素很多，其中颗粒级配及应力状态是最重要的两个因素。为研究土体应力状态大小对砂砾石土渗透变形临界水力梯度的影响，通过研制大直径渗透变形仪加载系统，完成了侧限条件下砂砾石土在0.1、0.3、0.6、0.9MPa铅直应力作用下的渗透变形试验。通过对实验结果的整理分析，结合考虑土体附加应力状态对临界水力梯度影响的理论研究，得到了渗透变形临界水力梯度随着应力状态的提高而加大的变化规律。通过对渗透变形试验过程中现象观察及渗透系数动态变化规律分析，建议了结合渗透变形试验中渗透系数变化过程线确定临界水力梯度的新方法。     

跨越堤防桥梁基础对堤防渗透稳定性影响分析

渗透破坏是河流堤防最主要的破坏形式之一,当建设跨越河流的桥梁设施时,其基础将对堤防渗流场的分布规律产生一定影响.为了确保堤防稳定性及长期安全运行,有必要对桥梁基础建设前后堤防的渗流场进行对比分析,从而评价基础施工前后堤防土体的渗透稳定性.采用三维有限元数值模拟方法对钟祥汉江二桥桥墩修建前后堤防的稳定-非稳定渗流场开展对比分析.研究结果表明,桥梁基础对渗流场的影响不大,堤身渗流溢出部位的渗透坡降变化很小,各个土层的渗透坡降变化小于2％,建设桥梁基础不会显著改变堤防的渗透稳定性.     

河堤内非稳定渗流的实测与分析

在长期洪水渗透的作用下，堤防内的浸润线上升并到达背水坡脚，这会引起堤防内的孔隙水压力上升和非饱和状态土的强度下降，经常由此而导致堤防发生塌陷和滑动破坏。本文通过原尺寸堤防的洪水渗透试验对堤防内洪水渗透的过程和特征进行了观测，并通过对大型河堤长期洪水渗透试验的饱和-非饱和渗流的有限元解析，研究了洪水渗透的过程和特征，分析了各种条件对河堤内渗流的影响。     

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 摘要： 在对一些堤防进行现场勘查和险情资料收集的基础上，针对堤身和堤基的基本条件，对典型堤段现场取样开展了堤身及基础土体的渗流特性室内试验，并着重开展了一些针对不同土层组合的渗流特性试验，进行了堤身与基础土层的渗透稳定实验分析和汛期险情控制的研究。     

堤坝渗漏及结构破坏条件下渗流传热特性的数值分析

以洞庭湖区典型土质堤防为对象,采用FLAC3D软件开展了渗流-温度-应力耦合计算,分析了堤身及堤基在渗漏及结构破坏条件下的渗流场、温度场和损伤场的时空演变特性,探明了温度与渗流、温度与结构破坏之间的内在联系。结果表明,堤坝发生局部渗透破坏乃至整体结构破坏过程中,下游堤脚及地表温度的演变呈阶段性变化特征；地表温度的变化特征可作为预测或判断堤坝内部渗透破坏及结构损伤程度的间接指标。     

双层堤基上覆层对堤基渗透破坏影响的试验

根据上覆层与下伏砂层的协调变形情况,将上覆层概化为完全不变形的刚性上覆层以及与下伏砂层始终协调变形的柔性上覆层,并利用室内试验对这2种极端情况进行模拟。通过对试验过程中的土体破坏情况、渗透流量、涌砂粒径以及破坏后土体的颗粒组成等方面进行分析,发现具有刚性上覆层的双层堤基在接触面上易形成空洞,而柔性上覆层较刚性上覆层具有更强的抗渗透破坏能力;同时,具有刚性上覆层的堤基发生渗透破坏时粗颗粒更易流失。对渗透破坏过程中的渗流场进行数值模拟,对比了不同渗透破坏阶段的水力梯度分析情况,简要分析造成2组试验差异的原因所在。研究结果表明,使上覆层与下伏砂层保持协调变形是控制渗透破坏发展的有效方法,建议在堤基建设时尽量增加上覆层柔性,使上覆层与下部土体有协调变形的能力。     

黄河下游大堤防渗加固措施的适应性研究

黄河下游大堤工程地质条件复杂,堤身土质差,存在许多不同程度的隐患,在洪水情况下,仍有溃决、冲决的可能,针对薄弱堤段进一步开展防渗加固具有重要作用。堤防防渗加固方法措施很多,不同的堤段由于具有不同的隐患特征,其不同的防渗加固措施将具有不同的效果,因此,对各种防渗加固措施的适应性进行研究有实际的应用价值,为黄河大堤除险加固提供切实的技术支撑。     

堤防渗流场参数敏感性三维随机有限元分析

采用随机有限元分析方法,研究了长江荆南干堤的三维各向异性非均质稳定随机渗流场中的随机参数和随机边界条件对渗流场模拟结果的影响,并进行敏感性分析.通过统计模拟和假设检验,建立并验证了该干堤渗流场内服从独立正态分布的渗透系数张量;讨论了堤防土层的地质结构特性、堤防渗透变形及破坏的特征、堤防渗透参数的敏感性;研究了上、下游水头随机边界条件、垂直防渗边界条件以及减压(导渗)沟随机特性的敏感性.实现了对渗流场的全面随机模拟和分析,得到的结论通过统计检验,并根据实测工程数据对照证明是可靠的.     

南京江宁区长江干堤应急加固渗控方案

基于稳定饱和渗流基本理论,采用等效连续介质模型,建立了南京市江宁区长江干堤有限元模型,对垂直防渗墙、黏土铺盖、排水褥垫以及深层搅拌桩等4种渗流控制措施进行了分析和比较,并计算了堤体及周围土体的渗流特性和渗透破坏情况。计算结果表明,采用(混凝土)防渗墙和利用深层搅拌桩处理可达到堤防防渗和加固的效果。     

堤防渗流计算的基本方法与渗流控制措施

关于堤防中的渗流问题,中国和荷兰两国对堤防渗透破坏模式和管涌机理的分析方法不同,但本质上是一致的.荷兰学者的研究主要集中在作用于结构上的水头与管涌侵蚀长度之间的关系,而中国学者的研究则主要集中于渗透破坏模式和土颗粒组成之间的相互关系.对于水头与渗径关系的确定,Sellmeijer公式较传统的Bligh和Lane经验公式具有更好的适用性.在渗透稳定分析中,有限元渗流计算结果应结合渗流比降与土体抗渗特性之间的关系进行分析.对于堤防的渗流控制,应采取上游防渗铺盖、下游盖重、反滤层、减压井等综合措施.     

三层堤基管涌砂槽模型试验研究

对由弱透水表土层、细砂层和强透水砂砾层组成的三层堤基进行了管涌发展的砂槽模型试验,观察并分析了管涌发生、发展并导致溃堤的机理和过程。试验结果表明,强透水砂砾层的存在将使堤基管涌破坏的水平平均临界比降降低,当细砂层相对于砂砾层的厚度较薄时这种影响会很大,试验得到的最小值为0·078,而且堤基管涌发展的机理与双层堤基有很大区别。     

堤基管涌破坏特性研究进展

堤基管涌是汛期堤防工程中常见的一种渗透变形现象,严重影响堤防工程和堤防保护区内生命财产安全。堤基管涌因其隐蔽性、危害性、复杂性和难以预测性,其发展机理和破坏特性的研究一直是国内外研究的热点和难点。通过对国内外相关研究进展进行总结,从经验方法、数学模型、物理模型试验和数值模拟这四类主要研究方法分别评述了现有的研究成果。在此基础上,根据管涌研究水平的现状和管涌防治工作的需求,提出未来研究的几个方向。     

双层堤基异常渗漏对堤防温度场分布的影响研究

通过对双层堤基异常渗漏险情作用下的温度场进行分析计算,结果表明,渗流场对堤防内部的温度场分布具有重要影响,当覆盖层中薄弱环节的渗透系数超过粉砂以后,即可在渗漏通道出口观测到明显的低温区,并且该低温区受气温变化的影响较小,因此,通过监测堤防背水侧地面温度的异常变化进而探测出异常渗漏险情在技术上具有一定的可行性,并且在异常渗漏险情发生和发展的早期即可成功探测到,有利于实现"抢早抢小"的目标。研究成果可以为堤防渗漏险情快速遥感探测技术的进一步研发提供一定的理论支撑。