坝基老化的正向水文地球化学模拟

广义地来讲,坝基的老化是坝基岩土体(包括帷幕)对大坝修建后坝基应力环境、水环境和化学环境变化的一种回应,而坝基岩—水系统中所发生的水文地球化学作用,考虑到时间因素,则是导致坝基老化的主要原因。为此,根据不同化学组分在坝基岩—水系统中的相互转化规律,建立了坝基老化的正向水文地球化学模型,利用Newton-Raphson法对模型进行求解,并把模型应用到三峡大坝坝基老化分析中验证了模型的可靠性和实用性。     

缅甸伊江上游某水电站坝基渗控效果研究

对于有断层带存在的坝基,其防渗帷幕和密集排水孔幕的效果是水利水电工程安全的关键问题之一。针对伊江上游某重力坝基础,利用三维渗流场有限元精细求解技术,建立了伊江上游某坝基渗流场计算模型,分析了断层带范围内防渗帷幕失效和坝基排水孔不同间距条件下的渗控效果。成果表明:断层带范围内防渗帷幕失效,坝基渗流量增大,但扬压力折减系数仍满足设计要求;排水孔幕间距扩大1倍,渗控效果并无明显变化。成果可为类似坝基渗控设计提供参考依据。     

基于温度实测资料的抽水蓄能电站渗压统计模型及其应用

根据原型监测资料建立多元统计模型,可以及时地分析和监控大坝基础的工作状态。现有模型中的温度分量多用傅里叶函数来表示,无法精细反映坝基不同部位温度的实际分布特征。针对此种不足,以埋设于坝体不同部位的温度计的实测值作为温度分量,建立了渗压统计模型。以一抽水蓄能电站为例,分别建立了传统的基于傅里叶函数表示温度分量的和基于坝体温度计实测值的渗压统计模型,并采用逐步回归方法进行求解。结果表明,采用后一模型更为有效。     

高泉水库三维渗流数值模拟及坝基渗漏原因分析

针对江西高泉水库渗漏问题,根据坝址区工程地质和水文地质特征建立坝址区地下水渗流三维数值模型,采用有限元法对模型进行求解;在此基础上,以长期渗漏监测结果为目标值,反演坝基岩体综合渗透参数,通过帷幕施工前后综合渗透参数变化规律,分析坝基渗漏原因.计算结果表明,防渗帷幕施工前后坝基岩体综合渗流参数差异大,帷幕施工前坝基渗漏主要是由坝基岩体中存在岩溶通道引起,防渗帷幕对控制坝址区渗漏量起到较好的作用.     

坝基岩-水化学作用的水文-地球化学模拟

坝基岩体(包括防渗帷幕)与其中地下水水溶液之间发生的化学作用是坝基晚期出现一系列病态问题最重要的原因之一.本文针对上述问题,以不同化学组分在坝基岩-水系统中空间和时间上相互转化量的定量化作为目标,建立了坝基岩-水化学作用的水文-地球化学模型,并把模型成功应用于实际问题的计算分析.     

向家坝水电站坝基渗控效果研究

为了降低坝基扬压力和减少坝基渗漏量,向家坝工程在坝基设置了防渗帷幕和排水孔幕等渗控措施。基于饱和渗流理论,建立了典型坝段渗流计算模型,采用FLAC3D软件渗流分析模块对坝基渗流场进行了计算,研究了坝基扬压力和排水孔涌水量在不同情况下的变化规律。研究结果表明,向家坝坝基渗控措施排水降压效果明显,可以满足大坝安全稳定的要求。研究成果可对类似工程渗控设计提供参考。     

基于多场耦合作用的坝基帷幕体防渗性能研究

坝基的渗流动态很大程度上受控于坝基帷幕体的完好程度和止水效果,但由于地下水长期存在的物理-化学作用,造成帷幕体防渗性能的衰减。依据渗流水力学以及水文地球化学的基本理论,建立了反应帷幕体防渗时效的多场耦合作用模型。该模型由渗流模块、溶质迁移模块、地球化学模块及帷幕体侵蚀模块构成,并采用有限元数值法求解。工程实例计算结果表明,帷幕体的防渗效果随着时间的推移越来越差。在整个模拟时段,帷幕体中的可溶类钙质始终处于溶解状态,其不同部位发生溶蚀的强度也不相同,帷幕体底部的溶蚀量要高于其上部的溶蚀量;靠近坝基上游侧的帷幕的溶蚀量要高于下游侧的溶蚀量。钙离子迁移主要由水动力条件和弥散作用共同引起,且坝基各点的钙离子浓度随时间呈非线性变化。     

混凝土坝基防渗帷幕体老化的基本模式及识别指标

采用综合分析方法,对混凝土坝基防渗帷幕体的老化模式以及识别指标进行了系统的探讨。基于相对防渗效率,把帷幕体老化分为相对稳定型、缓慢变化型以及阶段性变化型3种基本模式;在分析时段内,不同的模式具有不同的防渗效率。用于识别帷幕体老化的指标有3类:第一类为渗流的微观动态要素,包括析钙量、TDS值、pH值、无机质和有机质等,可用于揭示帷幕体的老化机制;第二类为渗流的宏观动态要素,包括扬压力、排水量等,可用于判断帷幕体的老化程度及其基本模式;第三类为数值分析指标,包括饱和指数和渗漏水源比例系数等,可用于量化分析帷幕体的老化过程。3类指标的识别有助于构建混凝土坝基防渗帷幕体老化评估体系。     

概率极限状态设计法在坝基工程中的应用

为有效反映深层软弱结构面对坝基稳定的影响,针对坝基内部倾向上游的缓倾角结构面,建立了坝基深层抗滑稳定的单滑动面和双滑动面计算模型及相应的抗滑稳定极限状态设计表达式。将建立的模型和推导的理论公式应用于石板水电站重力坝坝基深层抗滑稳定复核计算,结果表明大坝坝基深层抗滑稳定是安全的,这与对大坝多年运行监测资料的分析得到的重力坝是安全稳定的结论相一致。     

基于温度场数值模拟的土石坝渗流研究

以某土石坝为例，采用有限元模型对坝体及坝基的渗流和温度变化进行模拟，数学模型对饱和和非饱和区的控制方程进行离散和求解。并考虑不同方案来确定已建大坝的实际情况。结果表明，坝体的实际水力渗透性与方案C2几乎相同。     

混凝土坝老化性状分析研究

混凝土坝随着坝龄的增长而渐趋老化,其老化性状主要表现为基础变异、体积改变、溶蚀加重、碳化累进、冲磨空蚀加剧、裂缝增生扩展、冻融冻胀加深和泄洪设备腐蚀衰变;混凝土坝的几何形状、力学指标以及挡水、泄水功能,将逐渐向不利于安全运行的方面转化;须加强混凝土坝老化性状的检查监测,并及时采取防止或延缓老化的措施,以保证混凝土坝长葆青春。     

基于损伤理论的重力坝坝基岩体渐进破坏数值模拟研究

目前，有关重力坝深浅层抗滑稳定问题的研究主要集中在分析方法和失稳判据上，而对于荷载作用下坝基岩体与软弱结构面不断弱化，进而导致大坝失稳的过程则鲜有成果。本文基于损伤力学的相关理论，考虑岩体材料的非均匀性，建立了坝基岩体损伤破坏的数值分析模型。以三峡大坝左岸3号非溢流坝段为研究对象，动态模拟了其坝基岩体的损伤破坏过程，给出损伤区的发展和不同损伤程度的分布，并对其整体稳定性进行了安全分析。结果表明与室内模型试验的结果相当接近，证明了本文建立的损伤数值模型的可靠性，可以用于岩体破坏机理的研究和抗滑稳定安全性分析。     

弹性波检测技术在水利工程施工中的应用

以万家寨水利枢纽工程为例，简要介绍弹性波检测技术的应用，具体内容包括：坝基可利用岩体和层间剪切带检测，建基岩体质量检测，坝基岩体卸荷的时间效应检测，不同施工状态下坝基层间剪切带变形效应检测，坝基固结灌浆效果检测，地下洞室岩体卸荷厚度和大坝混凝土与基岩接触程度检测，相应成果在坝基地质调查和质量评价中发挥了较重要的作用。     

大坝老化研究及其进展

一般来说,大坝的几何学、物理力学、水利学、热力学、化学等综合特性都随着坝龄的增加逐渐变化,而这些变化有时最终会影响大坝健康安全运行。本文首先从大坝综合特性随坝龄的变化规律入手,解释了大坝老化的概念,提出了大坝老化研究的意义,叙述了大坝老化国内外研究的进展,并在此基础上强调了今后重点进行坝基老化系统研究的必要性。     

某水库大坝巨型溶蚀大厅加固处理方案及喷锚支护参数优化研究

某RCC重力坝坝基巨型溶蚀大厅规模大,坝基以下岩体厚度小,发育深度大,坝基开挖爆破导致洞顶以上岩体松动,存在坝基塌陷的安全隐患.在充分研究区域地形地质条件的基础上,采用三维非线性有限元法研究了不同施工方案下坝基巨型溶蚀大厅的应力场、位移场及破坏区分布,并在此基础上提出溶蚀大厅的加固处理方案及喷锚支护参数.     

万家口子双曲拱坝整体稳定地质力学模型试验研究

针对万家口子双曲拱坝的地质问题,采用三维地质力学模型试验技术,全面模拟了大坝基础的不连续岩体条件、岩石力学性质、基础处理和整体双曲拱坝,研究了基础对大坝结构变形和稳定的影响,揭示拱坝坝体和坝肩从加荷开始到破坏的整个进程和机理,从而得出了拱坝的破坏机理及超载安全能力。     

高地应力地区拱坝坝基合理开挖形式的研究

拉西瓦水电站坝基地应力达30~70 MPa,坝基的开挖将会引起坝基回弹进而发生卸荷破坏,岩体质量下降,基础处理困难。因此,选择减轻坝基卸荷破坏程度的开挖型式是拉西瓦工程坝基开挖设计中研究的重要技术问题。文章介绍了拉西瓦拱坝坝基的地质和地应力环境;用平面非线性有限元、三维非线性有限元等不同的方法对平底开挖和反弧开挖等不同的坝基开挖型式进行了分析;对坝基开挖卸荷规律、应力屈服范围、坝基回弹数值等进行了研究。成果表明,采用光滑反弧型开挖,河谷应力集中区随坝基开挖向建基面下部转移,坝基开挖过程中未出现明显岩爆、剥离等高地应力现象;反弧型开挖较传统的平底开挖,坝基两侧应力集中现象、应力屈服范围等情况得到改善,坝基卸荷破坏有所减弱。为高地应力区的拱坝坝基开挖设计提供了可以借鉴的经验。     

保丰水库坝基岩体完整性跨孔声波测试分析

坝基岩体质量检测是坝基开挖验收、基础处理、设计优化和工程质量控制的基础和关键。为准确探明保丰水库坝基开挖后基岩地质状况、结构类型及完整性,文章采用声波检测法,对坝基3组9个130.8m钻孔开展跨孔声波测试,通过对声波持续时间的记录并计算岩体纵波波速,反演解译探测区域的坝基岩体完整性及沿深度方向岩体特征。结果显示,跨孔声波检测数据详实可靠,成果曲线形象直观。水库坝基岩体完整性评定为"较完整",可为后续方案优化及施工提供科学依据。     

双曲拱坝应力应变三维有限元仿真分析

运用大型通用有限元软件(ANSYS),建立能反映坝体混凝土和基岩相互作用的某电站双曲拱坝有限元模型.利用顺序耦合法对坝体在多种载荷组合作用下的运行期应力和变形进行了仿真计算.结果表明,坝体的应力及变形均符合有限元计算的一般规律,计算成果为工程项目的实施提供了技术依据,同时对类似工程分析具有参考价值.     

高拱坝建基岩体条件研究

高拱坝拦蓄水体巨大,要求建基岩体应具有较高的承载力及抗变形能力,但坝基嵌入深度过大,坝基大量开挖会影响坝基上下游高边坡的稳定,此外,存在高地应力导致的坝基岩体卸荷松弛问题等。在对比研究国内外设计标准对建基面的要求基础上,结合锦屏一级特高拱坝建基面的确定进行分析,总结出几点新的认识在采取可靠基础处理措施的前提下,可适当降低对建基岩体的质量要求;可采取适当增加坝体厚度、降低拱坝应力水平的方式,降低建基岩体受载;采取在拱坝下游抗力体区域施加横向锚索锁固的方式,可提高建基岩体承载能力。