水库大坝渗透稳定性监控指标研究

以某土石坝为例,针对其拦河坝和顺河坝在稳定渗流和非稳定渗流进行力学分析和研究,着重从渗透坡降、渗流量以及边坡稳定性系数三个指标讨论,计算分析水库大坝的渗透安全性。借助有限元分析,渗流分析方法模拟真实的水库大坝工况,并得到浸润线预警指标。最后得出水库大坝断面浸润线的黄色和红色预警值,为工程实际监测提供参考依据,并计算得出地震作用下土石坝的安全状态。提出的水库大坝渗透稳定性预警线和地震工况下的安全分析,可以用于中小型土石坝的日常工程监测分析,为其安全运营提供科学参考和理论依据。更多还原     

土石坝结构安全分析评价系统

依据《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000），结合专家经验，对土石坝变形、渗流、结构、抗震分析评价的统计模型、确定性模型、安全监控指标及判别体系进行研究，开发了土石坝结构安全分析评价系统。系统开发基于SUN J2EE平台，采用B／S结构，通过浏览器实时在线综合分析大坝安全运行性态和发展趋势，评定大坝结构安全类别，对大坝隐患进行预警。工程实例证明，系统应用效果良好。     

非线性振荡分析在土石坝变形监测资料的应用研究

传统的时间序列法是对土石坝变形观测量在特定时间范围内的变化特征进行拟合建模,无法揭示观测点变形测值之间的共性。采用分形理论中非线性振荡分析方法,研究了变形时间序列数据的相关性及后续建模选取数据的有效性,提出的定标指数可用来甄别监测点时间序列的位移值是否存在长期记忆性,有效的预测未来的发展趋势,并指出后续建模选取时间序列的起始范围。实例应用结果表明提出的方法可较好的分析土石坝变形性态及预测预报,为土石坝变形安全分析提供了一种新途径。     

七家营水库黏土心墙砂砾石坝渗流及坝坡稳定分析评价

土石坝因具有就地取材、地质条件适应性强、工作可靠等优点而被广泛采用,其失事以渗流引起的渗透破坏、滑坡尤为严重。故合理、正确地进行大坝渗流分析与坝坡稳定分析是保证土石坝安全运行的关键。对七家营水库黏土心墙砂砾石坝渗漏量、浸润线、渗透坡降及坝坡抗滑稳定安全系数进行了复核计算,对大坝渗流及坝坡稳定进行了分析评价。     

土石坝渗流警兆指标体系及拟定方法研究

对影响土石坝渗流安全的因素进行了分析，建立了土石坝渗流警兆指标体系，直观地反映了土石坝渗流破坏模式。针对渗流稳定计算中自由面难以确定的问题，采用截止负压法进行渗流计算。提出采用子结构分析方法模拟可能发生接触渗透破坏的区域，可以直接求解渗流场，简化了渗流计算过程，节省了预处理时间。基于截止负压法拟定了土石坝渗透坡降的警兆指标，并将该警兆指标应用于实际工程的安全评价中，取得了较好的效果。     

土石坝测压管异常现象的探讨与分析

为监视大坝土体渗压力变化和坝坡的稳定性，对土石坝进行渗流观测十分必要，宁波市土石坝大多采用开敝式测压管进行坝体浸润线和坝基渗流压力观测，针对测压管在大坝运行中出现的几例异常情况，进行了分析与总结。     

NARX在土石坝渗流预测中的应用

渗流监测是掌握大坝安全性态的重要手段,针对土石坝渗流压力存在滞后于库水位的特点,引入具有延时输入特性的带外源输入的非线性自回归神经网络(Nonlinear Auto-regressive with Exogenous inputs neural network, NARX)实现土石坝渗压的有效预测。以某一水库大坝为例,将历史某时段的库水位和降雨等影响因子作为输入序列,渗压测值作为输出序列,分别建立NARX网络多因子和单因子模型进行拟合训练和多步预测,并将预测结果与传统回归模型和传统BP神经网络进行对比。研究结果表明,在RMSE、MAE、MAPE 3种精度指标下,NARX模型均优于2种传统模型。其中,在单因子条件下,NARX仍具有良好的表现。NARX的延迟输入特性可在一定程度上模拟坝体水流渗透的滞后性,对于土石坝的渗压预测具有良好的应用效果。     

基于集对分析的土石坝安全风险评价

针对土石坝安全评价中存在的不确定性因素,建立了基于集对分析理论的土石坝安全评价模型。由工程质量、运行管理、现场检查、防洪安全、大坝整体稳定、变形裂缝、渗流安全、抗震安全、金属结构组成土石坝安全评价指标体系,采用基于加速遗传算法的层次分析法求得指标权重,并经过单指标联系数、综合联系数和相对隶属度等的计算,对某土石坝的安全等级进行综合评价。结果表明,集对分析方法运用在土石坝的安全评价中是可行而有效的。     

基于地质勘探的某土石坝异常渗流问题分析

针对目前土石坝渗流安全复核中存在的问题,提出了一种有限元数值模拟和地质勘探结果相结合的分析方法。以黄河流域内某小型水库为例,采用该方法对其进行了渗流安全复核分析及安全性评价。结果表明：依据设计资料进行有限元分析,该水库渗流安全满足要求,但经现场勘察,水库存在异常渗流现象。通过对不同断面地质勘探结果进行分析,判定坝体上游防渗土工膜已失效,校核水位工况下下游坝坡最大渗透坡降已大于允许渗透坡降值,且下游坝坡渗流出逸点高程远高于贴坡排水体顶部高程。根据《水库大坝安全评价导则》(SL 258—2017),坝体渗流安全不满足规范要求,其渗流安全等级评定为C级。有限元数值模拟和地质勘探结果相结合的分析方法能有效弥补单纯采用有限元数值模拟的不足,为同类土石坝渗流安全复核提供依据和参考。     

基于AutoBank的土石坝渗流安全分析研究

土石坝渗流安全是影响大坝安全的重要因素,结合渗流观测资料对比分析,采用AutoBank软件,通过不同工况的坝体渗流分析及渗透稳定计算,得到某库水位时的实测浸润线与计算浸润线对比图、不同特征水位下的坝体浸润线、水压等值线图、截渗槽下游及下游坝脚渗透比降图,为土石坝渗流安全鉴定提供科学依据.     

土石坝非稳定渗流场和应力场耦合分析方法

开展饱和／非饱和土的非稳定渗流场和应力场的耦合分析方法研究,考虑土石坝施工过程的初次蓄水变形、运行期考虑降雨和库水位升降导致的坝体变形对坝体安全的影响,对科学客观地评价坝体安全性具有重要意义。在对分析对象做出合理假定的基础上,推导了非稳定渗流场和应力场耦合的等价积分方程,对其进行了空间域和时间域的有限单元离散,并用Fortran90编制了相应的求解该耦合问题的非线性有限元程序。对一土柱非饱和固结问题的计算分析和一均质坝考虑施工过程和蓄水过程的应力应变计算分析表明,提出的针对土石坝的非稳定渗流场和应力场耦合分析方法是合理的,可以应用于实际工程。     

瀑布沟高心墙土石坝渗流分析

在深覆盖层地基上修建高土石坝,其防渗体系的可靠性是一项关键技术问题.防渗墙与土质防渗体连接处是抵御渗透破坏的关键部位.根据瀑布沟土石坝防渗体系的结构特点,利用有限元方法对瀑布沟土石坝进行了渗流分析.结果表明:坝体渗流与应力变形计算时,副防渗墙按40％承担水头较为合适;连接部位的渗透坡降是非均匀变化的,混凝土结构顶部的渗透坡降较大,心墙底部出口处的渗透坡降较小;坝体与两岸相接部位心墙底部渗流出口处的坡降最大.研究结论可以为类似工程提供参考和借鉴.     

渗流反分析在土石坝安全评价中的应用

以土石坝渗流场中各测点水位的实测值与计算值的最优化拟合准则，建立渗透系数的反演模型，并以青山水库主坝渗流分析为例，根据多个渗流观测点数据，反演出大坝各个区域的渗透系数．在渗流反演优化过程中利用对数变换将有约束优化转为无约束优化．根据反分析的结果对大坝的渗透安全进行分析评价，取得了良好的效果，为大坝的安全评价提供了重要依据．     

恰甫其海粘土心墙坝体渗流监测资料分析

为了有效地掌握土石坝的渗流状态,根据大坝渗流监测资料,结合工程实际,考虑库水位、降雨量、温度及时效等因素的影响,建立了土石坝坝体和坝基测点的统计分析模型,通过实测值与模型值之间的对比来判断大坝的渗流性态。分析结果表明,大坝渗流性态正常,分析模型的应用效果良好。     

重力坝失稳破坏变形表征指标警戒值的拟定

抗滑稳定是重力坝设计与运行中关注的最基本要求,其宏观层面一定程度上可表征为重力坝变形性状的转异行为。大坝变形安全警戒值的确定,传统上多基于各种确定的结构参数和数学模型,缺乏对相关影响因素不确定性的考虑。因此,从不确定性分析理论入手,在对重力坝抗滑稳定可靠指标、变形与坝前水深相关性剖析的基础上,引入响应面法,通过对大坝变形水压分量与抗滑稳定可靠指标之间函数关系的合理拟合,依据现行可靠性设计规范,提出了一种基于抗滑稳定可靠指标的重力坝变形安全警戒值拟定方法,并进行了实际工程案例验证。通过与传统典型小概率法拟定结果的比较,得出了总体合理、可行的结论。文中方法是传统方法的有益补充,可作为传统方法计算结果的有效验证手段。     

土石坝安全等级划分与防洪风险率评估

本文从土石坝安全等级评定和划分的有关规定出发,建立了防洪安全等级划分与风险概率的对应关系。根据风险率计算近似方法,校核率定了划分不同安全等级的风险率阈值和安全指数阈值,给出了不同安全等级土石坝的风险率区间,以实现大坝安全鉴定分级的定性评估与风险率定量计算的衔接。计算结果表明,土石坝的三种主要失事模式,包括洪水漫顶、滑坡失稳和渗流破坏,其安全等级划分的风险率阈值和安全指数阈值,大体维持在相同的水平上,略有差异。随大坝级别和安全等级的提高,风险率阈值减小,安全指数阈值相应增大。影响大坝安全的诸多不确定因素,包     

某水库大坝及涵洞渗流监测分析与安全性评价

从某水库大坝和涵洞监测断面的地基、换填砾质土、截渗槽的工程特性和土料特性出发,根据渗流监测成果,对中坝和涵洞部位渗流情况进行了详细分析。然后,对这些部位的渗流进行了相关性分析、渗径推断和平均渗透系数推算;根据监测的异常渗流过程,判断了异常渗流原因,对大坝和涵洞进行了安全性评价。目前,该水库大坝和涵洞仍处于渗流稳定过程中,经回归分析,坝体和坝基渗压水位的主要影响因素是库水位,出现的异常渗流情况还不至于对大坝和涵洞的安全运行产生危害,有待继续跟踪监测。     

伪随机流场法在堤坝渗漏探测中的应用与研究

伪随机流场法具有快捷、直接、精确有效等优点,逐步成为堤坝渗漏探测的主流方法。利用该方法,在漏水区域、库区无穷远段进行高压供电,库区内网格状布置测点,可查找渗漏入水点。通过对各异常区域的区域面积、异常区域内各测点的异常平均值以及对于严重渗漏的临界值进行计算,可判断水库渗漏通道和各渗漏点的渗漏量比例。此外,由于该方法快速便捷的特点,可以运用该方法进行实时监测。应用于某混凝土面板堆石坝的探测结果表明,利用堤坝周边已经存在的监测孔或在灌浆帷幕下游进行钻孔,进行伪随机电位差或者电流测试,可在无损条件下判断渗漏来源和通道发育方向,检测防渗处理效果。该方法可为堤坝渗漏监测预警、拟定防渗处理方案提供依据。     

Integrated Multi-Level Control Value and Variation Trend Early-Warning Approach for Deformation Safety of Arch Dam

Appropriate early-warning index of dam deformation can be used to identify the structural behavior in real time. It is an important measures to monitor the service safety of dam engineering. This paper focuses on the approach determining the early-warning index of arch dam deformation by analyzing the prototypical observations of dam safety and implementing the numerical simulation of dam structure. First, according to the long-term deformation process of arch dam, an early-warning criterion, which combines the multi-level control value and variation trend of dam deformation, is presented. Second, the numerical analysis for structural failure is implemented to calculate the global safety factor of arch dam. A method determining the global safety factor-based control value of dam deformation is developed. Third, the multi-resolution analysis of wavelet is introduced to identify the variation trend of dam deformation from the measured data. The variation trend rule is given to judge the deformation status of arch dam. Finally, the deformation behavior of one actual arch dam is taken as an example. The multi-level control value formula of dam deformation is given. It is combined with the variation trend of dam deformation to fulfill the comprehensive evaluation of deformation safety. It is indicated that the proposed approach is suitable to be used to determine the early-warning index of arch dam deformation, can help with identifying the service safety and potential risk of dam engineering.     

高土石坝心墙水力破坏机制研究进展

心墙是高土石坝防渗体系的关键部位,在高库水压力的作用下,心墙可能产生水力破坏从而造成过量渗漏乃至溃坝的严重后果。预防心墙水力破坏的关键在于揭示心墙中初始渗漏通道的产生机理和条件。水力劈裂曾被广泛认为是心墙中初始渗漏通道的产生原因,简要回顾了土石坝黏土心墙水力劈裂研究的进展,讨论了水力劈裂理论在解释土石坝黏土心墙水力破坏机制方面的不足。近年来,在心墙压实黏土的剪切渗流特性研究方面取得了新进展,发现严重超固结的压实黏土在剪切后会形成高渗透性剪切带的试验事实。在此基础上提出了高土石坝黏土心墙水力破坏的剪切渗透弱面机制。触发剪切渗漏弱面的应力条件较传统水力劈裂判别的应力条件更容易满足,并且预测的渗漏位置更符合工程实际,因此在实际工程设计中应更重视高渗透性剪切带的评价和处置。