土工膜防渗石渣坝应力变形有限元分析

某水库大坝为土工膜防渗石渣坝,坝面利用复合土工膜作为面板进行防渗。对该水库大坝建立三维非线性有限元模型,模拟大坝填筑施工、复合土工膜铺设及水库蓄水过程,分析了竣工期和蓄水期下坝体和复合土工膜的应力变形情况,论证了该土工膜防渗石渣坝结构设计的合理性。计算结果表明,蓄水前后坝体的位移和应力分布符合一般规律,且蓄水对坝体安全有利,坝体不会出现剪切破坏;复合土工膜在坝面下半部分由于受边界约束出现拉应变,产生拉应力,但计算得到的横向和纵向安全系数均满足规范要求,土工膜安全可以得到保证。     

复合防渗面板堆石坝三维有限元分析

提出了一种新的堆石坝防渗结构,即复合防渗面板,并采用三维有限元方法对复合防渗面板堆石坝的应力、变形进行模拟计算分析,通过对坝体位移、坝体应力、钢筋混凝土面板挠度及应力、复合土工膜的变形的计算,得出了有价值的结论,为复合土工膜及复合防渗面板的推广应用提供了理论参考依据。     

复合土工膜土石坝渗流分析

复合土工膜作为一种新型防渗材料,在土石坝工程中已得到了广泛的应用。但关于复合土工膜的防渗机理及防渗效果还缺乏系统的理论研究,本文结合复合土工膜的防渗特性和机理,用有限元法对复合土工膜防渗土石坝进行渗流分析。计算结果表明,土石坝铺设复合土工膜后,改善了渗流情况,提高了蓄水能力。     

土石坝土工膜防渗方案的计算分析

采用邓肯张材料本构模型和渗流的流固耦合方法对土石坝复合土工膜防渗问题进行了计算和分析。主要分析了复合土工膜作为土石坝的防渗体时,坝体在竣工期和稳定渗流期能否满足安全要求,土工膜能否有效降低坝体内的浸润线,并对土工膜面板防渗方案和心墙防渗方案进行对比。结果表明,土工膜做为防渗体能够使大坝满足安全运行的要求,土工膜心墙防渗方案在应力应变和防渗方面要优于土工膜面板防渗方案。     

复合土工膜防渗体土石坝渗流有限元分析

基于复合土工膜的渗透机理，结合土体的渗流计算模型，采用有限元法，编写了土石坝渗流计算的程序，对某复合土工膜面板坝进行了渗流分析。应用实例的计算结果表明，用复合土工膜防渗的土石坝的渗流计算结果是合理的，与未铺设复合土工膜的土石坝相比，浸润线坡度趋于平缓，渗透坡降明显减小，渗透流量大幅度缩减。     

辽阳太子河城市防洪堤中复合土工膜的应用

通过黏土筑堤和砂砾石筑堤2种方案从工程投资、施工难易、环境保护等方面对太子河城市防洪堤防填筑进行比较,确定防洪堤采用砂砾石填筑堤体、复合土工膜进行防渗、混凝土面板用于坡面防护的设计思想。该工程于2005年完成主体工程施工任务,应用复合土工膜约10万m2。经过3年的实际运行,表明复合土工膜具有防渗效果好、施工方便迅速、节省工程投资等优点。为充分利用当地材料就地取材,采用复合土工膜进行城市防洪工程建设,对采用非黏性土料的堤防建设具有重要意义。     

基于二元并联模型的胶凝砂砾石材料本构模型研究

胶凝砂砾石材料是一种贫胶筑坝材料,其应力应变特征不同于常规混凝土,在通过数值模拟对胶凝砂砾石材料的强度进行模拟分析时,无法选用混凝土的本构模型进行计算。通过对不同围压胶凝砂砾石材料应力-应变曲线特征进行分析可知,胶凝材料用量对其本构模型影响较大。对此将表征胶凝砂砾石初始形成状态的堆石体概化为“堆石元件”,将胶凝材料的胶结作用概化为“胶结元件”。基于二元并联概念模型引入经验系数,考察不同胶凝材料用量对材料应力-应变关系的影响,从而建立胶凝砂砾石材料本构模型,并通过大三轴试验数据对本构模型进行了验证。模型计算结果与实验数据拟合度良好,说明该模型可较好地描述不同胶凝材料用量下胶凝砂砾石材料应力-应变曲线非线性特征。     

西林水库面板堆石坝应力变形的三维非线性静力分析

西林水库扩容工程采用的坝型为混凝土面板堆石坝,坝基砂砾石覆盖层最大厚度32.00 m,低弹模混凝土防渗墙、C25钢筋混凝土趾板和面板构成其防渗体系。采用三维非线性静力有限单元法开展竣工期和蓄水期坝体及防渗体系的应力变形分析,重点分析防渗体系在蓄水期水荷载作用下和竣工期堆石荷载作用下的应力变形以及周边缝、面板垂直缝和防渗墙与趾板接缝的变形。根据计算结果,提出相应的结论和建议,为大坝的科学施工及原型监测设计提供有力支撑。     

新西河水库大坝防渗加固方案选择

新西河水库的均质土坝及砂砾石坝基存在不满足渗漏稳定要求等问题,必须进行除险加固.经对多方案进行技术、经济和施工条件等综合比较,选取在坝前坡铺设复合土工膜防渗和在坝基进行高压喷射灌浆的大坝联合防渗方案.     

苏只堆石坝复合土工膜防渗体系设计

苏只水电站工程堆石坝防渗采用混凝土防渗墙与复合土工膜联合防渗体系。文中论述了防渗体系和防渗效果监测设计,以及复合土工膜与砂砾石之间的抗滑稳定性分析。该工程已蓄水发电1年多,由坝体渗压计量测的时程曲线和渗压计监测的由上游向下游水位分布表明,混凝土防渗墙与复合土工膜联合防渗体系的质量是可靠的,防渗效果也是很好的。     

应用复合土工膜加固石砭峪沥青混凝土斜墙坝

介绍用复合土工膜加固石砭峪水库沥青混凝土斜墙坝的方案、技术路线和设计等.通过沥青混凝土斜墙现场取样和室内试验,得到石砭峪大坝沥青混凝土的强度,应用三维有限元法计算大坝在各运行水位作用下坝体各部位的应力应变,找出多年来大坝漏水的原因.决定采用充填灌浆和铺设复合土工膜相结合的处理措施,加固处理后的大坝经多次水位升降运行,性态正常,效果明显,渗流量仅40L/s.     

复合土工膜在高土石坝中的应用及施工质量控制

复合土工膜在我国水利水电工程中的应用目前主要还集中于渠道、低土石坝、施工围堰、病险水库渗漏治理等领域,在高土石坝中应用较少。结合复合土工膜在泸定水电站高土石坝中的应用,从复合土工膜焊接工艺、铺设施工及质量控制和焊缝质量检测等几个方面,分析总结了复合土工膜在高土石坝中的质量控制要点,提出了土工布缝合、土工膜焊接、复合土工膜与灌浆廊道混凝土墙体连接的具体施工工艺及检测方法。本研究成果可为今后复合土工膜在类似工程中的应用及质量控制提供借鉴和参考。     

新疆下坂地水利枢纽工程深厚覆盖层防渗技术

新疆下坂地水利枢纽工程是国家和新疆维吾尔自治区的重点建设项目,坝址砂砾石土覆盖层厚达150 m,土性成因复杂多样,工程地质条件复杂,防渗难度国内外罕见.通过对深厚覆盖层地质资料的研究分析,提出“上墙下幕”垂直防渗方案,即上部采取80 m深、1.0 m厚的塑性混凝土防渗墙,下接70 m深的灌浆帷幕.水库蓄水后对防渗墙的挠度、应力应变及坝基渗流情况进行了监测分析,发现大坝防渗系统在初蓄期间工作性态良好,“上墙下幕”垂直防渗结构在深厚砂砾石覆盖层中发挥了理想的防渗效果.新疆下坂地水利枢纽工程深厚砂砾石土覆盖层“上墙下幕”垂直防渗技术的成功应用,为我国西南、西北山区同类大坝的兴建积累了宝贵的经验,为推动砂砾石土地基筑坝技术的发展提供了重要的参考和借鉴.     

复合土工薄膜心墙坝渗流场与应力场的耦合计算

采用应力与渗流耦合方程组，对竹寿水库心墙坝应用复合土工薄膜连同砾质粘土心墙作组合防渗体进行了计算。考虑了复合膜两侧土料的不同而产生的相对滑移，及复合膜具有较高抗拉强度而抑制土体应变，分别按接触单元和线单元进行处理。     

不同坝高对复合土工膜防渗斜墙应力变形的影响

根据复合土工膜防渗体应用于土石坝时的防渗特点,结合工程实例,采用三维有限元方法对坝体和复合土工膜进行了数值模拟,分析了不同坝高条件下对土工膜防渗斜墙应力变形的影响。结果表明:与低土石坝应用复合土工膜防渗的情况相比,随着坝高的增大,复合土工膜不仅在坝顶锚固区处的应力应变较大,而且两岸锚固处的应力应变也随着坝高的增大而增大,在两岸坡脚锚固端处应力应变达到最大,对实际工程的设计具有一定的积极意义。     

汉江兴隆水利枢纽一期土石围堰二维渗流分析

汉江兴隆水利枢纽一期土石围堰坐落在50~60 m深的覆盖层上,覆盖层上层为厚15~30 m粉细砂、含泥粉细砂层,抗渗稳定性差,下层为30余m厚的砂砾石层,透水性大。围堰防渗采用塑性混凝土防渗墙上接复合土工膜心墙方案。为了解方案的防渗效果,采用二维稳定渗流模型和理正渗流分析软件,计算比较了不同防渗墙深度对应的渗透出逸比降和单宽渗流量。结果表明,悬挂式防渗墙不能有效控制渗透出逸比降和渗流量,与下部相对不透水层接触的着底式防渗墙渗流控制效果显著。     

抽水蓄能电站水库防渗技术分析

根据抽水蓄能电站水库渗漏特点,通过对钢筋混凝土面板、沥青混凝土面板、土料心墙、帷幕灌浆、防渗墙、复合土工膜或土料铺盖等多种防渗措施进行综合比较分析,结合坝体、坝基、库周和局部通道等具有的渗漏特性,提出了各自适用的防渗方案.     

龙滩碾压混凝土大坝设计及施工实践

龙滩水电站大坝为目前世界上最高的碾压混凝土大坝,坝高216.5 m,按常规重力坝进行坝基和坝体结构设计.通过现场试验,确定了设计采用的碾压混凝土层面抗剪断强度参数值;大坝底部采用以变态钢筋混凝土与二级配碾压混凝土组合为主,以水泥基渗透结晶材料涂层及黏土铺盖为辅的防渗设计,大坝上部采用变态混凝土与二级配碾压混凝土组合防渗设计.通过优化混凝土配合比设计、选择合理的施工方案、精心的仓面组织设计以及温控措施的落实等,龙滩大坝实现了高气温条件下全年连续、快速、优质施工,现在大坝基本完成,达到了设计目的.     

淤地坝防渗改造渗流及坝坡稳定分析

为提高小流域地表水的利用率,解决山区灌溉用水问题,结合山西省偏关县咀儿上淤地坝开展淤地坝防渗改造的技术研究。针对该淤地坝上游坝坡,提出原土培厚、黏土斜墙、复合土工膜共3种改造措施5种改造方案,并考虑渗流场和应力场的耦合影响,对原坝体和各种改造方案的渗流和坝坡稳定性进行数值模拟计算。结果表明：原坝体受渗透水的影响较大,无法安全蓄水;仅对上游坝坡进行原土培厚并不能使坝体满足防渗要求;在上游坝坡铺设黏土斜墙或土工膜可有效降低浸润线、减少渗流量、提高下游坝坡的稳定性;土工膜方案相对于其他方案具有更好的安全性和可行性,可以在条件允许的前提下优先考虑。研究结果对类似淤地坝防渗改造工程具有一定的指导意义。