堤坝渗漏及结构破坏条件下渗流传热特性的数值分析

以洞庭湖区典型土质堤防为对象,采用FLAC3D软件开展了渗流-温度-应力耦合计算,分析了堤身及堤基在渗漏及结构破坏条件下的渗流场、温度场和损伤场的时空演变特性,探明了温度与渗流、温度与结构破坏之间的内在联系。结果表明,堤坝发生局部渗透破坏乃至整体结构破坏过程中,下游堤脚及地表温度的演变呈阶段性变化特征；地表温度的变化特征可作为预测或判断堤坝内部渗透破坏及结构损伤程度的间接指标。     

土石坝渗流热监测技术研究

对土石坝渗流热监测技术的基本原理、研究历史和现状进行了介绍,对土石坝的热学特性以及土石坝温度与渗流的关系等关键技术问题进行了讨论,并从理论上证明,利用分布式光纤量测得到的温度场,通过有限元数值计算,可以得到渗流场的渗透系数,实现对渗流场的监测.     

基于Si-DTS的砂性土渗流量监测试验研究

为了改善分布式光纤在监测砂性土渗流时存在的对周围土体温差较小、渗流量较小的地方无法监测,以及测量精度低等不足,提出了一种基于硅橡胶加热光缆的分布式温度光纤感测技术(Si-DTS)。首先分析了该监测方法的基本原理;然后,设计了砂性土渗流模拟试验装置,并对砂性土中不同渗流量下的渗流场进行了室内试验。通过试验确定了Si-DTS实测温度与渗流量之间存在的线性关系,证明了采用硅橡胶加热光缆能够有效地提高DTS监测的敏感性,可实现结构渗流量的分布式监测。后续又设计了模拟渗流装置以及监测方案,对砂性土中不同渗流量进行了模拟试验研究,得到了温度介值与渗流量之间的相关性。最终,提出了砂性土中渗流量定量监测的方法。     

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。     

堤坝隐患探测技术的现状与展望

 堤坝隐患的快速准确探测是我国水利工程中目前急需解决的一项重大课题。针对目前探测技术的现状，对现行的几种主要探测技术及其性能特点进行了比较分析，这些技术包括渗流监测技术、地电勘探技术以及CT技术。结合我国水利工程的实际，重点探讨了基于现代新材料新器件的堤坝探测技术的发展趋势。     

德国运用地温测控技术进行堤坝渗漏探测

渗透水流的拖曳力对堤坝稳定会造成危害性影响 ,在大多数情况下 ,堤坝内的水流条件经过较长一段时间后会发生改变 ,并且在地表难以被发现 .这种改变引起堤坝内土颗粒移动 ,产生管涌通道 ,则会危及堤坝稳定 ,甚至造成溃堤毁坝 .因此 ,及早地探测到那些可能会出现问题的区域 ,就可以及时地开展有针对性的修复加固工作 .水面温度和地表温度随季节而变 ,由于堆筑堤坝土料或其他填筑材料热传导率很低 ,所以 ,库水温度与坝体内温度会有很大的差异 .水库水由一些坝面裂缝或渗透系数较大的土体 (或漏洞 )向下游渗漏 ,通过平流性热传导作用 ,坝体内渗…     

监测堤坝病险技术的研究

通过实例，介绍了自然电场法的防渗监测技术，可用于探明堤坝的渗漏范围、方位和埋深。该法具有仪器设备简单、操作方便，分析易懂，得到的病险部位电性曲线反映直观，费用低。通过３年的实践研究，认识到在病险堤坝中，只要有水流渗入，就具有过滤场的条件，应用自然电场法探测，就能产生较好的效果．工程测区接地条件良好是测试效果的保证，所以该法最适用于土质堤坝等较均质接地条件的测区。必须根据探测对象的具体条件，选择适宜的探测方法．     

基于双场耦合高聚物防渗墙土石坝静动力响应

高聚物防渗墙近年来被广泛应用在堤坝的防渗加固工程中,同时耦合分析方法也成为分析坝体应力场和渗流场的研究热点。为了研究坝体增建高聚物防渗墙后,考虑渗流场和应力场的耦合作用和不考虑双场耦合作用下坝体和墙体的静动力响应,采用FLAC3D软件建立高聚物防渗墙土石坝应力场和渗流场的三维数值分析模型,分析坝体与墙体在静力荷载及地震荷载作用下的应力、位移、孔压和加速度的分布规律。研究表明,与非耦合分析计算结果相比,高聚物防渗墙土石坝耦合计算的应力值和位移值较大,更有利于坝体和墙体的安全性分析,为土石坝防渗加固和堤坝高聚物防渗墙工程抗震设计及施工提供参考依据。     

基于高密度电法探测与渗流监测的土石坝渗漏隐患综合研判

渗漏病害为土石坝中常见病害，但由于渗漏通道位于坝体内部，难以掌握其具体位置。高密度电法在土石坝渗漏隐患探测已逐步应用。对已安装渗流监测设施的土石坝，可借助其渗流监测资料与现场检查成果，对高密度电法的探测成果进行解释，可对大坝内部的渗漏隐患情况进行综合判断。以某水库为例，采用高密度电法中的温纳装置进行现场探测，通过分析反演图像找到潜在可能的渗漏通道，并通过渗流监测数据加以综合研判。结果表明，将高密度电法与渗流监测成果结合使用，能够有效发现渗漏隐患，在大坝渗漏隐患探测中具有良好的效果。     

GPR技术在南水北调工程坝体渗漏探测中的应用

坝体渗漏严重威胁着堤坝结构安全。针对探地雷达(GPR)技术在堤坝结构安全探测中存在的因电磁波衰减造成探测深度浅、精度低的问题,提出了一种天线中心频率为50 MHz增强型低频组合天线技术,通过双发双收设计提高天线的发射效率并增强GPR深部探测能力。应用该技术进行的南水北调工程坝体渗漏探测试验,结果表明:与常规雷达天线相比,该增强型低频组合天线可有效增强深部探测能力,在含水量较大的坝体环境下有效探测深度达到25 m,实现了富水区域及渗流通道的探测。本技术为堤坝安全治理提供了数据支撑。     

基于多场耦合的堤坝稳定性数值模拟

堤坝是重要的防水建筑物之一，尤其是在洪水泛滥地区，其稳定性直接关乎下游人民生命财产安全。采用多场耦合理论，考虑了地下水流体力学方程，以及热力场和水力场的数值方程，分析了不同水位深度下坝体内部的温度、孔压以及位移的变化情况。研究成果表明，使用热传感器代替更昂贵的孔隙压力传感器来探测坝体渗流是可能的，但需要将传感器放置在不受每日温度变化影响的区域。同时，当水库出水速度最快时，FOS值最低，该阶段导致坝体稳定性从3.5降至3.0。     

堤坝管涌渗漏研究及与电流场拟合的有效性分析

堤坝渗漏隐患一直是防洪工程中亟待解决的问题。本文分别利用电流场和渗流场的电势微分控制方程与流速势微分控制方程的相似性原理,采用Comsol软件对堤坝管涌渗漏模型进行数值模拟,讨论了由管涌渗漏引起的电流密度矢量分布和电位差异常形态特征,同时以实际场景中的某堤坝渗透探测为例,对理论研究进行实验验证。实验结果表明,野外工程实例中得到了与模拟结果相对应的电位差异常形态特征,可为实际堤坝渗漏检测工作提供理论支撑。     

新型大坝安全检测技术问世

一种集航空定向技术、核探测技术、水文地质测试技术和地下水渗流技术于一身的新型大坝安全检测技术在江苏省问世，并被列为国家“九五重点科技成果推广项目”。目前该技术已被应用到国内２０多个省市的４０多项水利工程中，使我国在这一领域的研究水平跨入了国际先进行列。大坝安全检测与示踪诊断技术利用国际上新发展起来的“单井示踪技术”，避免了传统的大坝检测不能显示整体渗漏状况的局限，能够在天然堤坝渗流场情况下，测量到坝基任一空间点的地下水渗流场情况，并且使检测的费用减少到原来的 １／１０到 １／１５。该技术去年在南京…     

对土石坝渗流安全监测仪器的几点认识

基于对目前国内外广泛用于土石坝渗流安全监测的两种仪器的分析，认为测压管由于迟后时间的影响，不宜用在监测土石坝浸润线和坝体内部渗透水压力的粘性土体中，但可用在渗透系数大于１０＾－３ｃｍ／ｓ的无粘性土体内；渗压计是一种理想的渗流监测仪器，但应用时必须在专业人员指导下进行。     

示踪探测在渗漏岩管道探测中的应用

示踪探测是人连通试验发展起来的一种探测地下水渗流场行之有效的方法，是利用质量守恒原理，以数学模型刻划与认识地下水渗流场。我们将其应用于猫跳河国上级水电站右岸渗漏岩溶管道探测，获得了较为满意的探测结果。     

地下引水隧洞施工期渗流分析

地下水位较高的引水隧洞开挖易受隧洞周围渗流场影响，存在渗透破坏风险。为研究高地下水位下施工期隧洞渗流场演变规律，以西霞院穿沁隧洞为依托，建立隧洞施工期三维渗流有限元分析模型，开展隧洞五个主要施工阶段渗流分析。结果表明:各施工阶段隧洞渗流场分布规律合理，检修井施工对原渗流场位势分布影响较大；沁河正常蓄水位下，各施工阶段隧洞渗流稳定满足要求；当水位上升至设计洪水位时，洞身开挖至６８４ｍ和１２５７ｍ阶段，最大渗透坡降超过土体允许渗透坡降，施工时应错开沁河高水位时期，并做好渗控措施；沁河正常蓄水位下各施工阶段隧洞渗流量最大单宽流量为２．７７ｍ２／ｄ，随水位上升，流量增加明显；隧洞各阶段施工前后，计算区域最大渗透坡降和单宽流量有所增加。研究成果可为相似引调水工程的设计和施工提供依据。     

对土石坝渗流观测资料的整理分析

在水利工程中,渗流广泛存在于土石坝之中。堤坝的渗流会导致渗漏、管涌、滑坡甚至危及整个大坝的安全。目前在土石坝渗流观测数据处理方面已取得了大量的成果,但是观测资料的整理分析中还存在一些问题。     

土石坝心墙病害致渗流场畸变数值模拟研究

土石坝在我国大坝总量中所占比例很大，并且大量土石坝存在超龄超限服役等问题，导致这些大坝发生渗漏破坏的概率有所增加，给大坝运行造成严重的安全隐患。为此，以长河坝为例，通过数值模拟计算研究了当土石坝心墙存在病害且发生渗漏形成优势渗流通道后的渗流场分布，并结合现有大坝渗漏检测技术揭示了渗流场畸变表征与病害位置的联系，为土石坝病害探测提供了新的思路。     

电法勘探在堤坝隐患探测中的应用

应用电法探测堤坝隐患,比采用开挖或多孔钻探有明显的优越性。它可在较短的时间内迅速查明工程隐患的位置、范围、埋深及走向,为工程隐患的治理提供较准确的资料,它是一项比较经济而有效的技术措施。尤其对病险水库和堤防内部的一些常见隐患如:裂缝、洞穴、管涌、集中渗流以及基岩破碎带和岩溶裂隙带等,只要正确地掌握电法勘探的基本原理和方法,因地制宜地加以使用,就能够取得明显的探测效果。本文简述应用电法探测堤坝隐患的基本原理,着重介绍了电法勘探在湖南省堤坝隐患探测中的实际运用,并通过实例对其探测效果予以验证,以及对电法探测堤坝隐患的经济效益问题进行了评述。     

多场耦合下南疆某干渠高边坡渗流状态分析研究

为探究土体边坡内部在多场耦合下的渗流状态及稳定性,本文以新疆某干渠沿渠高边坡工程为例,在不同的防渗方案下,分别进行了渗流作用场与应力作用场相耦合的计算分析。结果表明,多场耦合作用对边坡渗流有较大影响,而防渗挡体可有效减弱这一影响;防渗挡体深入边坡土石坝坝堤50m比较合理,是较好的方案,可在实际工程中使用。