堤坝渗漏瞬态温度场模型

为研究堤坝渗漏初期渗漏通道周围的温度场分布,结合集中渗漏通道自身特点假定渗漏通道为圆柱状,考虑到渗漏通道周围岩土体介质同时存在热对流与热传导两种热量交换形式,建立渗漏流体流动的瞬态温度场模型。根据确定的边界条件和初始条件,用分离变量推导出渗漏通道中的温度分布公式。将该模型应用于北江大堤石角段管涌地区,将实测的温度数据代入模型,反演出渗漏流速。计算结果表明:采用温度场模型反演得到的渗漏流速与同位素示踪法得到的渗透流速结果相近,验证了所建立的模型是可行的。     

基于粒子群优化算法的温度示踪渗漏探测应用研究

集中渗漏是堤坝发生破坏的主要形式之一,岩土体发生渗漏时,渗漏通道内的流体与附近的土体发生热交换,形成稳定的异常温度区。文中基于已有的渗漏通道温度场解析式,通过六参数Bursa-Wolf模型进行坐标变换,建立基于温度场探测渗漏多个集中渗漏通道的目标函数,利用粒子群优化算法,通过迭代的方式,对目标函数中的参数进行优化计算,找到最优解。最后运用该模型定量地找出内蒙古某水库的渗漏位置,并与同位素示踪结果相对比,两者结论一致,证明了粒子群优化算法在堤坝渗漏通道反演中的可行性。     

温度场反分析法确定大坝渗漏通道位置

岩土体发生渗漏时,渗漏通道内的流体与岩土体会发生热量交换,造成渗流通道附近地层温度发生改变。温度示踪方法是运用温度场研究堤坝渗漏的普遍方法,但目前大多进行的是定性分析,只有确定渗漏通道的确切位置及大小,才可有效整治渗漏问题。基于多个集中渗漏通道温度场探漏模型,编写优化程序,针对具体工程进行渗漏通道的测线优化反演,定量地计算出渗漏的位置,并与钻孔实测温度的分析结果进行对比,两者结论一致,证明了该方法的可行性。     

分布式光纤测温系统在探测堤坝渗漏中的应用

温度示踪渗漏探测原理 将温度作为调查堤坝渗漏的示踪物理量,通过测量不同对象的水温监测和研究堤坝渗漏,是国内外正在发展的一项新技术。库水产生渗漏部位的热效应会使该处及其周边温度场发生变化,渗流场和温度场之间表现出一定相关性。研究堤坝及坝区钻孔地下水温度场的变化可以为分析堤坝渗漏情况提供重要参考。     

堤坝渗漏线热源传热模型优化分析

为了利用堤坝温度监测得到的温度场信息反演出渗漏通道的流速,对线热源传热模型进行了优化,并利用室内试验进行了验证。结果表明:优化后的线热源模型在各试验工况下的误差均较小,最大误差为4.975%,能够模拟堤坝的实际传热状态。     

天然示踪法在贮灰场土坝渗漏探测中的应用

简述天然示踪法的概念、地下水温度场和电导场分布特征、热源法原理及电导渗漏测试原理.分析某贮灰场土坝垂向和水平温度分布特征、电导水平分布特征,并利用渗漏探测虚拟热源法模型,计算出该土坝的集中渗漏通道的空间位置、展布特点、范围大小和渗漏强度,为堤坝渗漏治理提供科学依据.     

堤坝管涌渗漏有限长线热源模拟与试验

堤坝管涌水渗漏改变渗径周围岩土体的原始温度场分布,由此将管涌通道虚拟为一个有限长线热源,引入热传导理论中的热源函数描述这种温度响应,通过虚拟热源法与映像法建立管涌水传热模型。由于渗漏水流速、水温决定了线热源的发热率,据此可以依据实测温度数据、地层介质热物性参数以及测量点空间位置,确定出发热率并反推求出渗漏流速。通过室内试验,在不同工况下模拟渗漏水对岩土介质温度场的影响,模型计算值与试验设定值吻合较好。     

基于温度场反分析的堤坝多个集中渗漏通道探测方法

在作者已提出的初始温度均匀堤坝中形成单个渗漏通道的温度场解析解的基础上,运用叠加原理建立了多个渗漏通道的温度场解析式,随后通过六参数Bursa-Wolf模型进行坐标变换,运用反分析建立出基于温度场探测多个集中渗漏通道的模型。将该模型用于分析陡河水库的渗漏问题。分析中将模型简化,建立圆柱状多个渗漏通道温度探测平面模型,先进行单个集中渗漏通道数据拟合,再计算各测点相对于该拟合曲线的残差,对残差作三次样条插值曲线,从而直观地判断集中渗漏通道的数量。计算结果表明,该工程存在3个明显的温度波谷。最后用优化方法计算出左坝肩的3个渗漏通道的确切位置,与实地调查结果一致,较同位素等综合方法定性分析更为精确。     

基于高密度电法和综合示踪法的堤坝渗漏通道联合探测方法

为准确探测堤坝渗漏通道的位置及范围,降低单一探测方法的局限性及不确定性,提出了一种基于高密度电法与综合示踪法的堤坝渗漏通道联合探测方法。抽水蓄能电站实例验证表明：综合示踪法通过多种示踪试验对高密度电法测试成果进行验证,可以有效辅助高密度电法判别低阻异常区,解决高密度电法成果解释非唯一性问题;高密度电法和综合示踪法联合进行堤坝渗漏通道探测效率高,准确性强。     

堤坝管涌渗漏有限长线热源模拟与实验

堤坝管涌水渗漏改变渗径周围岩土体的原始温度场分布,由此将管涌通道虚拟为一个有限长线热源,引入热传导理论中的热源函数描述这种温度响应,通过虚拟热源法与映像法建立管涌水传热模型。由于渗漏水流速、水温决定线热源的发热率,据此可以依据实测温度数据,地层介质热物性参数以及测量点空间位置,确定出发热率并反推求出渗漏流速。通过室内实验,在不同工况下模拟渗漏水对岩土介质温度场的影响,模型计算值与试验设定值吻合较好。     

龙滩碾压混凝土坝稳定渗流场与稳定温度场耦合分析

渗流通过参与热量传递与交换影响温度分析，温度通过改变介质渗透系数和温度势梯度引起水流运动来影响渗流场，两者相互作用最终达到珠渗流场和温度场,应用混凝土坝渗流场和温度场耦合分析的数字模型，进行了龙滩碾压混凝土重力坝稳定渗流场和稳定温度场的耦合分析，结果表明，耦合作用使龙滩坝稳定温度场温度普遍降低，稳定渗流场水头普遍升高。     

沟后面板砂砾石坝溃坝机理模型试验研究

本文通过模型试验揭示了有关沟后面板砂砾石坝溃坝的原因.单纯是面板顶端接缝漏水只出现垂直向下的渗流，上部下游坝坡没有逸出水流.接缝漏水同时面板顶端与坝体之间大范围的相脱开，才会再现上部下游坝坡逸出渗流.溃坝前坝体中部并未全饱和.溃坝机理是坝顶存在k＞1.0cm/s且呈上下游连通的极强透水层，面板顶端又是脱开坝体的，接缝漏水使极强透水层与库水直接相连通，因而产生较大的水平向的水力比降，使之管涌和接触冲刷，同时渗流冲刷坝坡，引起崩塌.最后防浪墙失稳倒塌，库水漫顶而下，最终溃决.     

基于球状井非稳定井流理论的管涌流场分布研究

渗流场分布确定是管涌研究的基础与关键。双层堤基管涌时土体破坏范围仅局限于管涌口周围,且在管涌口形成后土体中的渗流场会经历一个动态的变化过程。基于此,将管涌口概化为半球状的涌水井,结合非稳态渗流方程和叠加原理,对定水头条件下双层堤基管涌口形成后地层中的流场分布进行了研究,得到了管涌口形成以后的渗流场分布。通过算例,研究了管涌口形成以后堤基内水头以及水力梯度随时间的变化规律;通过与稳定条件下完整井流的对比,得到了球状井与完整井条件下水头与水力梯度的分布规律。研究表明:管涌口形成时的非稳定渗流是造成细砂突涌的重要原因之一;利用稳定完整井条件下的渗流场分布进行管涌判别时,会明显夸大管涌的发生范围。     

基于雷诺数的砂砾石管涌过程判别

管涌破坏是发生堤坝险情乃至溃决的主要原因。传统渗流力学涉及管涌机理、发展过程及控制措施,对管涌过程定量判别及非线性特征研究尚显不足。开展不同级配砂砾石管涌试验,指出细颗粒含量及均匀程度是影响砂砾石管涌破坏的主要因素;分析管涌破坏过程中水流状态变化规律,提出了基于雷诺数Re的管涌过程判别方法。试验结果表明:砂砾石管涌过程可定量分为孕育阶段（Re<0.85）、形成阶段（0.85≤Re≤5.00）、发展阶段（5.0050.00）。孕育和形成阶段,可动细颗粒启动并缓慢调整,水力坡降与渗流速度呈线性关系,黏阻力占主控作用,渗流运动符合达西定律;发展和破坏阶段,渗流通道形成并逐步扩展,可动细颗粒快速流失,渗流速度变化较大,惯性力占主控作用,水力坡降与渗流速度呈远离平衡态的非线性关系,层流逐渐向紊流过渡,可用二次方程描述。研究结果可为管涌险情预报和应急处置提供决策依据。     

堤防管涌产生集中渗漏通道机理与探测方法研究

本文对堤防渗流管涌发生后产生集中渗漏通道的机理进行了深入的分析探讨，在管涌发生初期采用井流理论模拟河水向管涌口补给时地下水的流场情况，确定管涌开始发生时的范围以及逐步的发展过程，根据管涌的临界水力梯度，通过模型可以求出管涌初期的临界面，管涌初期涌砂区的范围较大，由于管涌离堤坝最近的地层中的水力梯度最大，被带走的砂也最多，涌水量增加而水力梯度减小，造成接近管涌初期临界面附近的水力梯度达不到地层颗粒移动的临界水力梯度，造成临界面向里缩小，最终形成了集中渗漏带。本文还对管涌渗漏探测的天然示踪与同位素示踪方法进行了论述。     

基于 ADNIA 的基坑渗流有限元分析

基坑工程许多事故是地下水引起的,船坞基坑中常采用防渗设施来减小地下水的危害,而对渗流规律的分析研究尚未明确。为了进一步研究基坑防渗设施对渗流场的影响,应用温度场数学模型来模拟渗流计算,通过 ADINA － T 进行渗流模拟,得到不同工况下船坞基坑典型断面的渗透水头及坡降的分布变化规律,防渗设施对渗透水头和压力均有明显的下降作用,形成了较大的渗径长度,有效的缩小了渗透坡降,分析研究结果有利于进一步认识基坑在防渗设施下的渗流规律,为基坑渗流和防渗设施的研究提供理论依据。     

江垭水库坝基渗水来源物探分析

在对江垭水库大坝物探勘查工作中，除运用了自然电场法等常规查漏方法外，还采用了流场法DB-3普及型堤坝渗漏检测仪进行勘查。通过三次自然电场法勘查成果分析，大坝存在的几处渗漏点（区）主要分布在库内3线、2线。流场法连通实验结果分析表明，渗漏点（区）渗水与120、114及左岸3条排水廊道的渗水有一定关系，廊道内渗水主要来自库水．另外，160廊道内几处微渗水是库水通过大坝坝体渗漏的。     

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。     

均质土坝非恒定渗流模型试验

该文对不透水地基上的均质土坝模型,在线性变化水位边界条件下的渗流流态和特性进行了实验研究。测定了非恒定渗流过程中坝体内浸润面的变化过程和压力水头的变化,通过对实验数据的分析,得出了非恒定渗流在水位变化过程中的物理力学特性。该实验对江河堤坝在洪水涨落期间的坝体内渗流场变化的研究有较高的借鉴价值,同时为渗流数学模型的可靠性和准确性提供了最直接的检验数据。     

Monitoring models for base flow effect and daily variation of dam seepage elements considering time lag effect

Affected by external environmental factors and evolution of dam performance, dam seepage behavior shows nonlinear time-varying characteristics. In this study, to predict and evaluate the long-term development trend and short-term fluctuation of the dam seepage behavior, two monitoring models were developed, one for the base flow effect and one for daily variation of dam seepage elements. In the first model, to avoid the influence of the time lag effect on the evaluation of seepage variation with the time effect component of seepage elements, the base values of the seepage element and the reservoir water level were extracted using the wavelet multi-resolution analysis method, and the time effect component was separated by the established base flow effect monitoring model. For the development of the daily variation monitoring model for dam seepage elements, all the previous factors, of which the measured time series prior to the dam seepage element monitoring time may have certain influence on the monitored results, were considered. Those factors that were positively correlated with the analyzed seepage element were initially considered to be the support vector machine (SVM) model input factors, and then the SVM kernel function-based sensitivity analysis was performed to optimize the input factor set and establish the optimized daily variation SVM model. The efficiency and rationality of the two models were verified by case studies of the water level of two piezometric tubes buried under the slope of a concrete gravity dam. Sensitivity analysis of the optimized SVM model shows that the influences of the daily variation of the upstream reservoir water level and rainfall on the daily variation of piezometric tube water level are processes subject to normal distribution.