考虑滞后效应的复合土工膜土石坝渗流安全性态分析

为提高土石坝渗透压力统计模型的准确性,精确反映上游库水位及降雨对坝体渗流性态的影响,基于复合土工膜土石坝坝体渗流与环境量的非线性特征,提出考虑滞后效应的复合土工膜土石坝渗流分析模型,将前期库水位及降雨对坝体测压管水位的影响视为一个正态分布过程,并采用量子遗传算法对相应影响天数和滞后天数进行智能寻优,确定复合土工膜土石坝坝体测压管水位监控模型。以某土石坝为例,采用所建模型对其多年测压管水位进行拟合,并与传统土石坝测压管水位统计模型拟合结果做了对比,进而验证了该方法的有效性。     

大坝渗流统计模型在棉花滩水电站右岸绕坝渗流分析中的应用

基于库水位和降雨对大坝渗流的影响存在滞后效应的特点,将粒子群算法引入库水位和降雨服从正态分布的大坝渗流统计模型中,优化查找库水位和降雨对渗流影响的滞后天数和影响天数。与传统大坝渗流统计模型的比较结果表明,所建模型精度更高。     

深厚覆盖层上超硬岩快速填筑面板堆石坝

结合建在深厚覆盖层上的苗家坝水电站面板堆石坝施工中遇到的实际问题——大坝填筑料硬度很大而且工期紧,填筑工程量大,填筑工序复杂。通过对大型非线性有限元通用软件ADINA的改进和开发,建立了面板堆石坝的三维数值模型,对大坝快速填筑坝的全过程进行数值模拟,计算分析此面板堆石坝填筑到各个时期的位移和变形、大小主应力的变化以及填筑完成蓄水以后坝体沉降和应力的变化趋势等。文章研究成果对在深厚覆盖层地基上利用超硬岩堆石料进行快速筑坝具有一定的实用价值,对类似的工程也有比较大的参考价值,部分研究成果已在该工程的设计和施工中得到应用。     

黄河积石峡水电站渗流监测资料分析

渗流一直是堆石坝坝体安全的核心部分,积石峡水电站是混凝土面板堆石坝,渗流监测是其重要监测项目之一。为了解积石峡水电站面板堆石坝、进水口、左、右边坡部位渗流监测资料运行现状,本文对上述部位的渗流量、渗压计、两岸绕坝渗流进行了与相关环境量库水位或降雨量的对比分析,通过分析得出了上述部位的渗流监测项目与环境量是否存在相关性,并总结和评价了各部位渗流的运行状态。     

库水位变动及降雨共同作用下心墙坝坝坡稳定性研究

为研究库水位变动和降雨共同作用对心墙坝上下游坝坡稳定性的影响,考虑渗流场和应力场的耦合作用,基于非饱和渗流原理,考虑不同降雨强度、不同降雨类型（4种）及不同库水位升降速率,对心墙坝遭遇库水位变动和降雨时的渗流和坝坡稳定性情况进行有限元模拟。结果表明,水位变动速率主要影响上下游坝坡安全系数趋于稳定的时间;降雨类型和降雨强度是影响心墙坝下游坝坡安全系数的主要因素,但对上游坝坡的安全系数变化影响较小;在下游坝坡安全系数〖JP2〗趋于稳定时,各降雨类型的安全系数大小为前锋型≥中锋型＞〖JP〗平均型＞后锋型;无论是水位上升阶段还是水位下降阶段,降雨都会降低下游坝坡的安全系数。该研究结果为心墙坝遭遇极端工况条件时进行风险分析和应急管理提供了参考依据。     

不同面板缺陷下面板堆石坝渗透稳定性数值模拟研究

为研究不同面板缺陷联合库水位变动(库水位高程、库水位骤降速率、缺陷高程、缺陷尺寸)对面板堆石坝渗透稳定性的影响,以浙江省临海市某面板堆石坝为例,利用岩土软件Geostudio的Seep/w与Slope/w模块对含不同缺陷及不同库水位情况下的面板堆石坝进行了有限元分析,得到了渗漏量、面板后浸润线高程及上下游坝坡的安全系数变化规律。计算结果表明,库水位高程越高,面板坝坝后浸润线高程越高,坝体的渗漏量越大,上游坝坡安全系数越大,下游坝坡安全系数越小;当库水位高程低于缺陷高程时,完整面板坝与含缺陷面板坝的渗透稳定特性一致,当库水位高程大于缺陷高程时,库水位水平越高,面板坝后的浸润线高程越高,同时渗漏量也越大;库水位骤降下面板坝内部浸润线呈现先疏后密的规律,在库水位骤降经过缺陷高程时,坝体内部浸润线有个突然下降的过程;一旦面板发生缺陷,面板坝后的浸润线及渗漏量会出现较大的增长,安全系数下降幅度也较大,缺陷高程越高,面板坝后浸润线高程及渗漏量越大,安全系数也越小;缺陷尺寸越大,面板后的浸润线高程及渗漏量也越大,安全系数越小,但变化幅度较小,同时,上游坝坡的安全系数整体上要大于下游坝坡。     

基于饱和-非饱和渗流理论的大华滑坡渗流及稳定分析

针对库水位的升降与降雨影响库岸滑坡的稳定性,以大华滑坡为例,基于饱和-非饱和渗流理论,采用SEEPW模拟库水位升降及降雨入渗时滑坡体内瞬时渗流场,将渗流计算获得的孔隙压导入SLOPEW中与极限平衡模型叠加,计算并分析评估了滑坡在各工况下的安全系数和稳定性,研究结果为库岸滑坡的防治奠定了基础.     

深覆盖层高面板堆石坝连接板型式优化分析

以金沙江塔城水电站深覆盖层高面板堆石坝为例,采用三维有限元数值方法,研究了在100m级深厚覆盖层上建200m级超高混凝土面板堆石坝坝基与坝体防渗系统的连接采用连接板型式时,坝体各防渗结构及接缝的应力变形情况,并对可行方案进行了优化分析。结果表明,塔城深覆盖层高面板堆石坝各防渗结构及接缝的应力变形与同类坝相比是合理的;三种方案中,设置三块等长连接板时,防渗体系各接缝的剪切变形最小,为最优方案。     

金佛山混凝土面板坝二维渗流计算分析

针对渗透水流对土石坝坝体、坝基的渗透破坏危害性极大问题,以金佛山水电站混凝土面板堆石坝为例,根据地质条件和渗流控制特点建立平面二维有限元计算模型,模拟了坝体在不同水位组合条件下的渗流场,研究了渗透破坏的可能性,并分析了防渗帷幕及坝基渗透系数的敏感性。计算结果表明,各种水位组合下混凝土面板及防渗帷幕起主要阻水作用,水力比降大,渗流场分布对防渗帷幕及坝基渗透系数不敏感,渗流流量相对敏感,为坝坡安全性和渗流稳定性评估提供了依据。     

那兰水电站面板堆石坝变形反馈分析

合理确定覆盖层和坝体的本构模型参数对正确预测覆盖层上面板坝应力应变特性十分重要.结合那兰水电站面板堆石坝变形观测资料及覆盖层大型载荷试验结果,采用“南水”双屈服面弹塑性模型反馈分析了坝体和覆盖层的本构模型参数,并采用反馈所得参数进一步分析了坝体的应力变形分布情况.结果表明,采用反馈分析参数计算所得的坝体变形与相应的实测值吻合较好.     

基于云模型的土石坝渗流安全风险模糊综合评价

针对土石坝渗流安全风险评价指标存在模糊性和随机性的问题,在传统模糊综合评价模型的基础上引入云模型,建立基于云模型的土石坝渗流安全风险模糊综合评价模型。选取渗透坡降等12个指标构建评价指标体系,采用AHP法确定评价指标权重,由安全风险等级和评估数据分别推求标准云和评价云数字特征值,通过计算标准云和综合云的相似度给出评价结果。将该模型应用于已建土石坝工程的渗流安全风险评价中,计算得到综合云与标准云的最大相似度为0.800,进而给出该土石坝渗流安全风险等级为"较低风险",通过与传统模糊综合评价模型对比发现,该模型评价方式更为客观,评价结果更为全面。研究成果可为土石坝安全评价和加固提供参考。     

复杂水力条件下的坝坡渗流及稳定性分析

针对库水位变化和降雨会使坝坡稳定性分析更为复杂的问题,基于非饱和渗流理论,借助GEO STUDIO软件对某土石坝进行数值模拟,研究了该坝在水位骤升、水位骤降及降雨情况下坝体内的渗流情 况,以极限平衡原理和MorgensternPrice条分法为基础分析了坝坡产生滑移的最小安全系数变化规律 。结果表明,复杂水力条件下不利于坝坡的稳定性,且坝坡安全系数变化呈现出一定的规律性。     

防渗墙下游高压旋喷加固区强度对深覆盖层处面板堆石坝防渗系统变形的影响

针对深覆盖层上面板堆石坝的防渗系统变形较大问题,提出对防渗墙后侧一定范围内地基进行旋喷加固处理,并对不同的旋喷加固参数及加固范围设定了不同的加固方案,采用有限元数值分析法就不同旋喷加固方案对大坝防渗系统变形性状的影响进行了技术论证。计算结果表明,防渗墙后侧设置一定范围的旋喷加固区能有效地改善由混凝土面板、趾板、连接板和防渗墙组成的防渗系统的变形,面板缝、周边缝及其他接缝的三向位移变形也有所减小。     

降雨入渗对土石坝渗流场及坝坡稳定性的影响

基于多孔介质饱和-非饱和非稳定渗流理论,以那板心墙土石坝为例,采用有限元法模拟正常蓄水位时不同降雨强度、降雨历时条件下的土石坝暂态渗流场,然后将暂态渗流场与极限平衡法相结合计算坝坡的稳定性,为了考虑基质吸力对坝体材料抗剪强度的影响,计算中采用修正的摩尔-库伦（Mohr Coulomb）破坏准则。结果表明,降雨强度和降雨历时对土石坝暂态渗流场及坝坡稳定性有明显的影响。     

复合土工膜防渗土石坝渗流安全监控指标拟定

复合土工膜作为一种质轻、强度高、价廉的防渗材料,应用于大型水库防渗工程时,需监测其防渗效果。以西霞院反调节水库复合土工膜斜墙防渗砂砾石坝为例,根据历史监测资料,考虑库水位、温度、降雨、时效的影响构建渗流统计模型,分别采用置信区间法与典型小概率法拟定膜后渗流安全监控指标。结果表明膜后渗压水位较低,总体上无明显变化趋势,复合土工膜防渗效果明显。采用置信区间法拟定该工程大坝渗流安全监控指标更合理,可实时监测渗流安全状态,提供准确预警,保障大坝安全稳定运行。     

非稳定渗流条件下含类泥质互层面板堆石坝稳定性分析

国外某水电站混凝土面板堆石坝施工期间,坝体分层碾压时层面形成类泥状物质,因无法彻底清除,从而导致堆石区80cm/10cm的互层。为分析类泥质互层对面板堆石坝坝坡稳定性影响,建立了含类泥质互层三维坝体渗流及二维坝坡稳定性分析模型,分析了非稳定渗流条件下坝体渗流场,研究了渗流作用下坝坡的稳定性。结果表明,蓄水及泄放洪期,类泥质互层对坝坡稳定性影响较大;滑弧底部基本是沿着类泥质夹层层面滑出;泄放洪期,水位骤降引起内水外渗,易导致坝坡失稳,因此提出控制水位下降速率以保证坝坡稳定性。