基于GeoStudio的某土石坝整治前后渗流及坝坡稳定分析

针对由于下游排水棱体失效而导致某土石坝坝体浸润线比较高、坝坡安全系数不能满足规范要求的情况,通过削坡和重建排水棱体对其进行整治,再利用GeoStudio2007软件对该土石坝的稳定渗流期进行有限元分析,对比分析整治前后的渗流场和坝坡抗滑稳定性,验证了整治措施对坝体渗流和稳定性的改善作用。     

刚性防渗墙提高土石坝坝坡稳定性的作用机理分析

通过依托大型非线性有限元软件ＡＢＡＱＵＳ,运用有限元强度折减法,分析了增建防渗墙前后土 石坝的渗流场、应力场的变化以及上、下游坝坡稳定安全系数的变化,探讨了防渗墙对坝坡稳定的影响 规律。结果表明:增建防渗墙可对坝体渗流场起到明显的截流作用,提高下游坝体的有效应力场,同时 也提高了下游坝坡稳定的安全系数,从而使土石坝坝体的整体稳定性得到增强;提出的三种失稳评价标 准在求解坝坡稳定强度折减系数方面具有合理性和适用性;选取适当刚度的防渗墙在增强坝体整体稳 定性同时能兼顾经济和安全。     

均质土坝坝内垂直砂墙的排水效果分析

均质土坝在坝体合适位置设置垂直砂墙排水,可以降低坝体浸润线高度、减小渗透压力．增加下游坝坡的抗滑稳定性。通过对胜利油田耿井水库均质土坝内8个渗流监测剖面、2年监测资料的整编和分析,研究表明坝体内部设置垂直砂墙排水可明显降低漫润线高度。砂墙排水长期运行,存在淤堵现象,渗流状态有向不利方向发展的趋势,坝内排水体设计必须保证反滤构造满足防淤堵准则。     

理正软件在尾矿坝坝坡稳定性分析中的应用

尾矿库中的尾砂不断的堆存,将逐渐形成高势能人造危险源,对下游人民造成严重威胁,尾矿库发生安全事故的一个重要原因是坝体浸润线过高,渗流量大造成坝坡稳定性下降。以河南省QSG尾矿库为工程背景,运用理正渗流计算软件对尾矿库正常水位和洪水水位两种工况下的坝体浸润线位置与渗流量进行了推求,并分析尾矿坝在正常运行、洪水运行和特殊运行三种工况下的坝坡稳定性,对尾矿坝不同工况下的坝坡稳定性做出评价。计算与分析结果表明,该尾矿库在不同工况下运行,浸润线相对较低,渗流量适中,坝坡稳定。     

电厂贮灰坝稳定有限元分析

本文将渗透力作为初始应力施加到稳定性分析中,并基于有限元强度折减法对贮灰坝整体进行抗滑稳定计算,得到了初期坝和一级子坝加高贮灰坝坝坡的稳定安全系数,同时得出了不同干滩长度、不同灰渣层各向异性、不同排水褥垫淤堵程度等情况下对坝坡抗滑稳定的影响规律.分析表明,初期坝和一级子坝加高贮灰坝均具有良好的抗滑稳定性,并且随着干滩长度的增加,抗滑稳定安全系数越大,坝体越安全;随着水平与垂直渗透系数比值的增加,抗滑稳定安全系数逐渐减小,对坝体稳定越不利;随着排水褥垫淤堵程度的增加,抗滑稳定安全系数逐渐减小,对坝体稳定越不利.     

某病险土石坝加固前后的渗流与坝坡稳定分析

针对某病险土石斜墙坝斜墙和砂石料的渗透系数相差不大而导致坝体浸润线过高、下游坝坡稳定性不满足规范要求的问题,采用黏土防渗墙的防渗措施,对该土石坝设置防渗墙前后稳定渗流期的渗流场进行有限元分析,并利用极限平衡方法进行下游坝坡稳定性分析。结果表明：采取防渗措施后浸润线降低,渗透流量减少;防渗墙具有良好的防渗效果,进而保证了下游坝坡的稳定性。     

基于AutoBank的某均质土坝坝坡稳定性分析

本文通过采用AutoBank有限元分析软件，构建均质土坝计算断面模型，并查阅均质土坝原设计资料，采用现场勘探、室内试验等方法获得坝体及坝基各土层岩土体物理力学参数，对均质土坝现状下游坝坡进行了稳定性分析，并针对均质土坝滑坡现状提出加固方案，计算分析大坝加固后下游坝坡的稳定性。分析成果可为同类工程坝坡稳定性分析及加固提供参考。     

库水位骤降时坝坡稳定性分析研究

库水位下降过快往往引起坝坡上游失稳。为了研究库水位骤降条件下坝体稳定性受非稳定渗流场的影响情况,采用有限元法,考虑非饱和区的影响对坝体非稳定渗流场进行模拟。利用得出的瞬态渗流场分布等结果,运用极限平衡法对坝坡稳定性进行计算分析。结果表明：非稳定渗流场分布影响上游坝坡稳定性;水位下降速度越大,上游坝坡稳定性降低速度越快,...     

某土石坝加固前后渗流及坝坡稳定性对比分析

针对某水库土石坝渗漏问题采用了"黏土斜墙+贴坡排水"的加固方案.本文对加固前后土石坝稳定渗流期和非稳定渗流期的坝体渗流及坝坡稳定性进行了分析.结果表明:与加固前相比,土石坝加固后的渗流量及渗透坡降均有所下降,上游坝坡安全系数升高,下游坝坡失稳概率大幅度降低.加固后的坝体稳定安全系数满足规范要求,说明所采用的工程加固措施是有效的、可靠的.     

库水位骤降对均质土坝坝坡稳定的影响分析

采用理正分析软件进行非恒定渗流分析计算和边坡稳定分析,研究了不同库水位降落速度、坝体渗透系数和给水度条件下均质土坝非稳定渗流场的变化规律,分析了上游坝坡的稳定性随着库水位下降及坝体渗流影响因素的变化规律.结果表明:当渗透系数大于0.043 2 m/d时,上游坝坡的滑动安全系数随着库水的下降而趋于稳定,但当渗透系数小于该...     

混凝土面板砂砾石坝二维有限元渗流实例分析

主要探索面板砂砾石坝的二维渗流计算。利用有限元方法对坝体设置竖向排水体与不设置竖向排水体两种情况下的渗流和浸润线进行研究,阐述了在坝体中设置竖向排水体能有效地控制浸润线的高度和渗流溢出点的位置,从而提高坝体下游坝坡的稳定。同时,结合面板砂砾石坝的渗流分析,对面板砂砾石坝的设计提出了建议,指出:当面板无裂缝,面板与防浪墙之间的水平缝止水失效时,即使在设置竖向排水体的情况下,浸润线仍保持一个较高的位置,对坝坡稳定有较大的不利影响,在设计和施工时应予足够重视。     

有限单元法分析碾压式均质土坝渗流稳定

对楼庄水库碾压均质土坝坝坡稳定、渗流稳定进行了分析,其中渗流场的分析采用有限单元法计算,运用加权残余法对模型进行离散,渗透坡降采用达西定律计算得到,稳定分析运用有效应力圆弧滑裂面法计算。     

卫星水库除险加固工程坝体稳定复核

以新疆卫星水库除险加固工程设计为例,通过有限元计算,对水库大坝的渗透稳定、坝坡稳定及坝坡与土工膜的接触带稳定进行复核计算。结果表明:在水库正常蓄水位时,下游坝坡出逸段水力坡降均小于允许坡降;通过在坝后设置褥垫式排水与坝坡脚外设置排水沟的方式,下游坝基渗透稳定;当库水位骤降时,大坝垫层与土工膜之间的抗滑稳定满足规范要求。     

积石峡面板堆石坝复杂渗流场有限元精细模拟

运用自主研发的三维渗流有限元可视化分析软件GWSS,对积石峡面板堆石坝的坝体（包括面板、过渡层、排水层、堆石料等）、坝基、防渗帷幕以及泄洪洞和底孔排沙洞等结构进行了精细建模。在此基础上采用求解有自由面的改进截止负压法、隧洞子结构法和求解大型稀疏矩阵的预处理共轭梯度算法对积石峡面板堆石坝复杂渗流场进行了数值模拟。重点研究了面板和防渗帷幕联合作用下渗流场分布特征和防渗效果,以及泄洪洞和底孔排沙洞对大坝渗流场的影响等。计算结果表明,在正常运行条件下,面板结合防渗帷幕能够起到很好的防渗作用,坝体内自由面较低,左岸底孔排沙洞和泄洪洞也起到了很好的排水作用,大大降低了左岸山体的地下水位,有利于大坝和岸坡的稳定。     

渗压对小湾坝肩岩体稳定性的影响

对比分析了小湾高拱坝两种不同渗压作用下，坝肩滑动块体安全系数的变化情况。结果表明，由于小湾坝区地下水位高于正常蓄水位，有必要在坝肩下游布置排水洞，降低抗力体上的渗压作用。刚体弹簧元解表明，计入排水洞后，滑块安全系数有一定提高，并可满足规范要求。     

湖北省青山水库大坝渗流及稳定计算

本文对青山水库主、副坝断面进行了有限元渗流计算及下游坝坡抗滑稳定计算，计算结果显示：由于青山水库各坝心墙很薄，所以心墙处渗透坡降很大，可能发生渗透破坏；各坝坝壳与排水体交界位置的渗透坡降较大，存在渗流安全隐患；由于坝体及坝基的渗透性较大，渗漏问题比较突出；由于渗流的作用，当水库水位较高时，下游坝坡的最小抗滑稳定安全系数随水库水位的上升而下降较快，由此导致下游坝坡在水位较高时不能满足抗滑稳定要求。通过对青山水库大坝的渗流分析可知，对于薄心墙土坝，在心墙的下游侧渗透坡降很大，如不采取有效的反滤处理措施，则容易发生渗透破坏，该问题应该引起足够的重视。对青山水库大坝的抗滑稳定分析则揭示出渗流对于土坝下游坝坡的抗滑稳定影响很大，对任何土坝坝坡进行抗滑稳定分析时必须考虑渗流的影响。计算结果为青山水库主、副坝的工程处理提供了依据，也为其它土坝的渗流及稳定安全分析提供了可供借鉴的资料。     

存在高渗透区域的堰塞坝渗流稳定性分析——以红石河堰塞坝为例

堰塞坝是由滑坡体土石材料快速堆积而成,没有经过充分固结,坝体结构松垮、组成物质松散,材料分布极不均匀,局部很可能存在由大颗粒组成的高渗透区域,在堰塞湖蓄水的高水头作用下可诱发渗流破坏(如管涌),进而导致坝体失稳。本文以汶川大地震中形成的红石河堰塞坝为例,通过分析高渗透区域对红石河堰塞坝渗流特性的影响规律,提出一种考虑高渗透区域存在的堰塞坝渗流稳定分析方法。该方法将渗流失稳定义为管涌和边坡失稳的循环发展过程,并针对土体材料和水力学参数设置管涌和边坡失稳临界条件用于判断渗流失稳发展情况。通过对红石河堰塞坝的分析发现,高渗透区域的存在对堰塞坝的渗流稳定是不利的。高渗透区域越长、渗透性越高、其位置越靠近坝体下游坡脚,堰塞坝的渗流稳定性越差。由于红石河堰塞坝坝宽坡缓,高渗透性区域的存在可引发局部管涌,但不会发生管涌及边坡失稳破坏;当坝顶宽度较小、下游边坡比较大时,坝体发生管涌和失稳连续破坏,最终导致漫顶溃坝。     

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。     

6m高堆石坝坝体内的紊流渗流——现场测量、解析法和数值模拟求解

在挪威北部进行了一系列关于渗流、稳定和溃坝的现场试验,这些试验在不同材质的一系列土石坝中进行.其中一座均质堆石坝,长35 m,高6.3 m,坝顶宽2.8 m,在坝体内发生了紊流渗流.在假定坝体材料为各向同性的多孔介质的前提下,开发了紊流渗流的流量、浸润面的二维解析法,用CFD软件FLUENT进行了数值模拟计算,找出了最...     

湘潭电厂挡灰坝渗流与稳定分析

湘潭电厂灰坝至今已运行10余年,地质勘测查明排水系统和棱体均已失效,而且当年采用山坡土风化料筑坝,均匀性和质量较差,因此渗漏现象严重。针对渗漏最严重的1号坝,采用二维有限元,进行了计算分析。通过对渗流场及其渗透变形、边坡稳定等的综合分析,对1号坝进行了安全评价,提出了可供设计参考的加固处理建议。