基于线性冲蚀公式的二维非黏性土石坝溃决模型

基于线性冲蚀公式建立二维非黏性土石坝溃决模型. 所建模型利用线性冲蚀公式建立床面冲刷率与水流切应力的关系以计算坝体变形,无须应用输沙率公式和求解泥沙输移方程. 与现有精细物理模型相比,所建模型更简单,计算效率更高. 利用2个不同形式的算例,验证边坡坍塌算法的有效性;将所建模型分别应用于一维和二维非黏性土石坝漫顶实验,模型计算的坝顶高程、溃口最终宽度和峰值流量等关键指标值与测量值吻合良好,表明该模型能够较为准确地模拟非黏性土石坝溃坝. 对模型关键参数进行敏感性分析,分析不同参数对计算结果的影响.     

乌拉泊土石坝模型动力特性试验研究

本文以乌拉泊土石坝工程为背景,在模拟地震振动台上进行了二维模型动力试验研究,定性或半定量地研究了坝体的动力特性,并根据试验结果对乌拉泊土石坝自振特性进行了估计。     

基于AHP -云模型的土石坝老化病害风险评价

针对土石坝老化病害过程的不确定性和复杂性, 建立AHP-云模型进行土石坝老化病害风险评价。综合考虑溃坝损失, 运用AHP建立具有多个层次的土石坝老化病害风险评价指标体系, 运用云模型对比标度构造判断矩阵定量确定指标层、因子层、评语集的云模型特征参数, 辩识土石坝老化病害风险程度。对加固前后的沙河集水库大坝状态因子进行评分, 计算总评云模型特征参数, 完成加固前后的水库大坝老化病害风险程度的定量评价, 评价结果符合工程实际, 并可指导水库的除险加固。     

子模型方法研究瀑布沟土石坝防渗结构

根据瀑布沟土石坝防渗体系的结构特点及土石坝施工填筑过程,利用有限元方法对瀑布沟土石坝整体进行了渗流分析和应力变形计算;考虑防渗墙与廊道接头局部构造,采用子模型技术,对接头部位进行了深入的计算分析,得到更加合理的数值解,为大坝防渗结构设计的优化提供了参考依据.     

高土石坝施工过程随机模拟方法探讨

本文根据土石坝施工特性,建立了土石坝施工过程计算机模拟模型,为解决土石坝施工过程的模拟问题,提出了有效的方法。     

土石坝常见病害及防治

文章分析了土石坝主要病害形式,提出了相应的预防及处理措施。     

流体数值模拟中二维、三维模型结果比较研究

利用数值模拟方法对波纹管内流场分别进行二维和三维数值模拟结果的比较研究,分析其可行性和存在的问题.研究结果表明,波纹管内流场的模拟可以将三维模型简化为二维模型对流场进行定性分析;通过改变波纹管的结构尺寸,说明轴对称元件的直径越大,结构越简单,二维和三维的模拟结果越接近.     

二维变系数热传导方程初边值问题的交替方向隐格式

利用交替方向隐格式研究了一类二维变系数热传导方程初边值问题,给出了数值求解的过程,建立了相应的稳定性分析和误差估计,并以具体的热传导方程为例,利用交替方向隐格式对其进行了数值求解.数值模拟结果表明,该格式具有易于计算、精确度高、无条件稳定等优点.     

一个二维含有理分式离散混沌映射的分析与控制

借助非线性特征研究工具构造了二维含有理分式离散映射,然后运用最大Lyapunov指数谱和分岔图研究该二维有理分式离散映射的动力学行为,最后利用改进形式的小波函数构造压缩映射,对二维有理分式混沌映射进行了有效的混沌控制.通过理论分析和数值模拟,验证了该混沌控制方法的实用性和有效性.     

土坝防渗墙设置摩擦单元对墙体应力变形的影响

以某水库副坝混凝土防渗墙为例,采用二维非线性土石坝有限元计算程序对其典型剖面进行了有限元计算,重点分析了设置摩擦单元对墙体应力变形的影响.最后指出:设置摩擦单元后,墙体位移明显减小,大小主应力有所改变,最大应力值发生位置没有改变.     

有限元法在土石坝渗流稳定及抗滑稳定分析中的应用

基于渗流有限元分析的基本原理,以某土石坝工程为例,对土石坝的典型断面进行二元渗流分析,应用有限元法对典型坝坡进行渗流稳定及抗滑稳定计算与分析,为土石坝的安全评价提供依据.     

现有堤坝地基渗透稳定可靠性研究及加固方案分析

针对现有堤防工程和土石坝工程防渗结构中常存在的下游设排水盖重层的结构形式,按照工程结构可靠性理论的基本原理,对其双层地基的渗透稳定可靠性评价中的基本变量和广义抗力及荷载效应进行了分析;基于现行设计规范中渗透稳定确定性计算方法,建立了现有堤防和土石坝工程的地基渗透稳定可靠性分析模型.根据建立的堤坝地基渗透稳定可靠性计算模型和方法,地基渗透稳定可靠性计算的结论能够反映现有堤坝的地基渗透稳定状态,可针对性地提出经济的加固方案.     

陆浑灌区填方坝局部稳定分析

陆浑灌区运行10多年来,在豫西抗旱斗争中发挥了巨大的作用由于群众性施工,运行期间事故率高,特别是灌区的数百座填方坝,原施工质量较差.针对填方坝的局部稳定问题,利用有限元方法计算多种方案的渗流要素,以及坡面自由出渗和坡面淹没出渗情况下的临界坡降值,分析了填方坝局部稳定状况,认为基本不能满足局部稳定要求,主要原因是施工质量差,坝体密实度不够,裂缝多且贯通,使渗流流速和水力坡度偏大,冲起坡面土料而失稳.解决方法是通过灌浆等措施增大坝体密实度,坝面增设滤层或培厚.     

非稳定渗流对托巴土石围堰上游坡稳定性影响

采用非稳定渗流理论研究了托巴土石围堰临水坡体的非稳定渗流场规律,探讨了在水位下降过程中临水坡体的浸润线、水力坡降以及流速的变化规律,并对坡体非稳定渗流场对围堰边坡稳定性的影响规律开展了研究;考察了不同水位下降速度和坡体填筑料对上游坡体非稳定渗流场和稳定性的影响规律.分析成果表明,过快的水位下降速度和填筑料较小的渗透性对堰坡的稳定性不利.通过研究获得了坡体填筑材料渗透系数的控制范围,以及不同渗透系数土料条件下应该控制的水位安全降速,并提出了一个可以保证围堰边坡安全的水位快速下降方案.研究结论可为围堰和土坝工程设计和安全运行提供有益的参考.     

金凤水库土坝开裂原因分析

在有限元计算大坝的渗流场和应力场的基础上,对大坝渗流场的分布规律及其对坝坡稳定性的影响进行了详细分析,弄清楚了大坝产生异常渗流的原因,揭示了大坝内部异常渗流和开裂的关系。研究结果为大坝的除险加固设计提供了理论依据,也可为今后土坝的设计施工起到指导作用。     

水电站库区铁路边坡稳定性数值分析

水电站库区范围内的铁路边坡,在天然状态下处于稳定状态,但在正常蓄水位的情况下会产生失稳现象.利用Flac/Slope软件计算不同工况下铁路边坡的稳定性,并得出采用沿铁路边坡坡脚设置土石坝及防渗墙的方案,即对铁路边坡起压脚作用,又可防止水库蓄水后带来铁路边坡地下水位线抬升而导致的铁路边坡稳定性下降,从而达到稳定铁路边坡的作用,同时也能防止绕坝渗流现象的产生.     

渗流作用下水库土坝稳定性的有限元分析

本文运用有限元法原理,采用弃单元法,利用ANSYS软件中热分析模块模拟水库土坝的渗流场。结合实际工程算例,分析了稳定渗流条件下土坝的浸润面和渗透水压力,并运用强度折减理论,分析了土坝的位移场和稳定系数。分析计算表明：当出现渗流时,土坝边坡的稳定系数降低,同时也为坝底管涌提供了可能的条件,故工程中应做好土坝边坡坡面的防护和防渗措施。     

基于非饱和渗流理论的土石坝渗流分析

针对考虑土壤非饱和区且设有排渗系统对水库渗流影响研究不足的问题,结合工程实际,采用非饱和渗流分析方法,对设有集水廊道的土石坝渗流进行研究。结果表明:土壤非饱和区的存在导致大坝单宽流量增大,浸润线抬升;考虑非饱和渗流的影响研究渗流问题更符合工程实际情况,弥补了饱和渗流研究存在的不足,丰富了已有的渗流研究成果;此外,采用设置集水廊道的排水措施能够有效地降低坝内和下游河床浸润线,减少下游浸没区范围,有利于大坝整体抗滑稳定和后期安全运行。     

堰塞体状态相关剪胀理论与坝体溃决演化规律研究构想（特约稿）

堰塞体一般在自然力作用下瞬间形成,堆积体具有空间结构复杂、坝料级配宽泛、稳定性差、易在水流冲刷下发生溃决等特点。堰塞体作为一种重大的水旱自然灾害,其安全评价和灾害预测是国内外学者关注的焦点,目前尚有很多问题需要解决,包括：（1）堆积体由天然宽级配土石料构成,表现出显著的状态相关性,缺乏正确描述这种宽级配堆石料的状态相关剪胀理论与本构模型;（2）堰塞体形成后,会受上游堰塞湖水位抬升、持续非稳定渗流、湖区滑坡涌浪、后期地震等外荷载作用的影响,缺乏稳定性评判的标准和方法;（3）堰塞体缺乏必要的洪水溢流设施,容易发生溃决,且溃决水流冲蚀过程呈明显的非线性特点,溃口水力要素指标呈强非恒定流特征,缺乏反映宽级配堰塞体材料冲蚀机理的溃决过程数学模型。为此,有必要采取现场勘查、多尺度物理模型试验、数值仿真等综合手段开展研究,揭示堰塞体外观形态、内部结构和材料宏观力学特性及其时空变异规律,提出状态相关（级配、孔隙比、应力水平）的宽级配堰塞体材料剪胀方程,建立能适应复杂应力路径的广义弹塑性本构模型与坝体极限平衡分析方法;开展大型水工模型试验和溃坝离心模型试验研究,揭示非恒定流作用下堰塞体材料的动态冲蚀特性与堰塞体溃口演化规律,建立非恒定流作用时溃口动边界条件下的挟砂水流冲蚀方程,提出考虑流固耦合的堰塞体溃决过程数学模型,实现堰塞体漫顶或渗透破坏溃坝全过程水流运动特征、坝料输移规律、溃口演化过程及结构失稳的数值模拟。综合可靠度理论与溃坝过程数值模拟方法,提出能考虑流固耦合的堰塞体渗流、变形、稳定和溃决过程的一体化数值仿真平台,构建堰塞体全生命周期安全评价与灾变模拟理论体系与方法,为提升我国堰塞体防灾减灾决策水平提供科学的理论与技术支撑。     

水位升降对粘土心墙土石坝渗流稳定性分析

利用非饱和非稳定渗流理论,对某粘土心墙土石坝在水位不同升降速度条件下的渗流场进行了数值试验,分别设计了从0.0 m开始以2.51、.5 m/d的水位上升速度蓄到88.0 m正常蓄水水位的计算工况,以及从88.0 m正常蓄水水位分别以8.0、4.0、2.0 m/d水位下降速度泄水至10.0 m最低水位的计算工况,计算了各工况下粘土心墙土石坝的渗流场,对比分析了水位升降速度对坝体渗流场的影响.基于上述渗流计算成果,分析了各工况下土石坝上游、下游面坝坡的稳定性,总结了坝坡最危险滑动面的时空演化规律和安全系数随水位升降速度的变化规律,为水库调水和日常管理提供了参考.