平原水库防(截)渗体与坝后土壤盐碱化的影响规律

利用有限元Geo Studio软件对4座平原水库的渗流量进行计算,通过数学模型和试验对坝后土地次生盐渍化影响范围进行研究.结果表明,平原水库渗漏对坝后地下水位和土地盐碱化有明显影响,水平影响范围取决于水库渗漏量,并与地下水在土壤中运动阻力呈负增长;在垂直方向上,地下水位随水库渗流量大小而波动,土壤含盐量自上向下递减.水库防(截)渗体直接关系着渗流量和排泄量大小,从坝后生态环境角度出发,平原水库防渗体应力求完善.全库盘土工膜防渗和封闭式防渗墙应优先考虑,当坝基透水层深度超过10m,坝体较长时,不建议采用封闭式防渗墙;其次可考虑水平铺盖和半封闭式垂直防渗墙,不建议采用悬挂式防渗墙,因为其在控制渗流量方面效果不明显.坝后土地盐碱化影响范围一般在500~800m以内,在此区域土壤盐碱化趋势明显,地下水位明显偏高,应设置1道或多道截水沟渠,减小水库渗漏造成的下游土壤次生盐碱化.     

宁夏贺家湾水库渗漏分析研究

针对宁夏贺家湾水库大坝渗漏问题,采用二维渗流有限元法对大坝坝体2个断面的不同工况进行了渗流计算分析.结果表明,贺家湾水库大坝及其坝基防渗效果较差,贺家湾水库大坝右岸坝肩存在坝基及绕坝渗漏现象,0+303.386断面在正常蓄水位时大坝现状坝基日渗漏量约为248.94 m3,水库渗漏量较大.有限元渗流计算为贺家湾水库渗漏分析提供了依据.     

复杂地基条件下土石围堰施工防渗研究

某水电站上游围堰在围堰左岸基础位于基岩上,右岸基础位于松动体上,中间河床覆盖层自下而上分为三类岩组,其中Ⅰ、Ⅲ类岩组岩层属强透水层,Ⅱ类岩组属中等一强透水层。围堰挡水后将产生集中绕坝渗漏。为解决上游围堰防渗及绕坝渗漏问题,确定最优防渗方案,对上游围堰及基础进行了三维有限元渗流计算。计算结果表明,确定河床覆盖层必须修筑混凝土防渗墙进行防渗,但根据实际的地形条件以及施工难度情况,对右岸松动体的防渗方案做了相应优化,确定采用防渗帷幕进行松动体内的防渗。     

吴岭水库大坝渗流及对坝坡稳定影响的分析

对吴岭水库大坝出现异常散浸及发生局部滑坡的坝段进行有限元渗流计算及坝坡抗滑稳定计算,分析了坝段存在的强风化砂岩与残坡积土的强透水层对大坝渗流及稳定的影响.计算结果表明,由于坝段存在的强风化砂岩与残坡积土强透水层,使得坝体内部浸润线抬高,大坝下游坝坡在比较高的位置出现大面积异常严重的散浸,并导致坝坡抗滑稳定性能大大降低,因而使得坝坡产生局部失稳现象,所计算出的散浸区域及存在滑坡危险区域与实际一致.     

白岩尾矿库初期坝Ⅲ号冲沟斜坡稳定性评价及防渗处理

因变更了初期坝轴线，Ⅲ号冲沟斜坡在清基中发现了隐蔽发育于中厚层白云岩中的卸荷裂隙，裂隙宽度０．１０－１．００ｍ，深度３．２０－４．５０ｍ。根据勘探及试验资料，进行了斜坡稳定性和渗透性评价。结论得出：（１）在天然状态下，Ｋ＞１，斜坡稳定；（２）在饱水状态下，沿ｍ２滑移结构面，Ｋ＜１，斜坡不稳定；（３）斜坡浅层管道式渗透作用，将产生渗透破坏。建议采用固结－帷幕溉浆作防渗处理。     

南江水库坝基渗流及扬压力分析

南江水库大坝坝型为细骨料混凝土砌石重力坝,通过对该工程坝基渗流分析,提出此类坝型的坝基扬压力分布状况和特点.根据原型观测资料采用一元回归分析表明,南江水库大坝坝基帷幕和排水设施布置合理,坝基防渗系统整体状况良好,工作性态基本正常,坝基的渗流状态已趋于稳定,坝基杨压力分布基本满足安全要求.为确定大坝结构稳定和渗流稳定性的安全类别提供了依据.     

深厚覆盖层中弱透水层厚度及连续性对渗流场的影响

中国西北地区的深厚覆盖层坝基中常存在厚度不均和不连续的弱透水层,弱透水层的厚度、不连续形式及开口大小对坝基渗流场有一定的影响,其规律需要深入研究。基于非饱和土渗流理论,借助Seep/w进行渗流求解,探讨中间位置处弱透水层的厚度及连续性对单宽渗流量和出逸坡降的影响规律,并结合工程实例进行对比分析。研究表明：单宽渗流量和出逸坡降都随着中间位置处弱透水层厚度的增加而降低;弱透水层厚度对采用半封闭式防渗墙控渗时的渗流场影响最大,悬挂式防渗墙次之,全封闭式防渗墙最小。开口在上游的弱透水层与防渗墙形成的半封闭式联合防渗体系的控渗效果最好,开口在下游的弱透水层次之,防渗墙上下游都存在开口时效果最差。单宽渗流量和出逸坡降随弱透水层上游开口长度的增加而增大,但开口长度对渗流场影响不显著,其原因在于各防渗体系下上游弱透水层仅起到微弱的隔水作用。建议防渗墙和下游弱透水层形成半封闭式联合防渗体系,避免防渗墙上下游弱透水层均存在缺口的不利情况。基于监测值和模拟值得出的误差满足规范要求,表明采用的计算方法和得出的结论皆可靠。     

大型水库帷幕水温分层取水效果研究

为了探索减缓已建水库对下游产生的低温水不利影响的新措施,本文以某已建大型水库为例,开展了不同帷幕布设方式对改善下泄低温水效果的研究。采用立面二维数学模型计算某大型水库坝前垂向水温结构及下泄水温过程,设计了不同遮挡高度、淹没深度及距坝轴线距离等6个帷幕方案,并对各方案的流场及温度场进行了对比分析。结果表明帷幕设置将显著影响库区的浮力流动及垂向温度分布,三种局部遮挡方案下取水口的抽吸作用导致底层低温水体绕过帷幕被较多地引用,均不能有效提高下泄水温,而底部全遮挡方案的设置对提高水库下泄水温效果明显,但同时由于持续取用表层温水,库区水温显著降低。淹没水深应结合取水层厚度确定,当淹没水深与帷幕上层取水层厚度相近时有较好的低温水改善效果。坝前1km范围内帷幕轴线位置对下泄水温的影响不明显。建议水温控制帷幕的设计采用底部全遮挡,本文中底部全遮挡帷幕方案的下泄水温5月~8月较无措施时分别升高了3.4℃、2.1℃、1.1℃、0.4℃,帷幕提高下泄水温效果明显。本文成果可为帷幕分层取水设计提供重要的借鉴。     

黄金坪坝基廊道的抗震安全性

黄金坪沥青混凝土心墙堆石坝坝高85.5m,覆盖层最大深度达133.92m,采用在坝基防渗墙顶设置灌浆廊道与心墙连接的形式.在三维非线性静力分析的基础上,运用子模型技术,对深厚覆盖层地基上坝基廊道的动力反应规律及抗震安全性进行分析,动力计算中,坝体材料及覆盖层采用Hardin-Drnevich本构模型,以有厚度节理单元模拟各类接触面.计算结果表明,由于在河床坝段沿坝轴线不设横缝,故横河向正应力较大,地震作用下廊道的应力变形状态相对静力工况变化较小;廊道与两岸平洞接缝在地震过程中有张开的趋势;廊道与心墙接触层始终处于压紧状态;廊道与防渗墙的接头在两岸墙顶存在应力较大的区域.根据分析结果并结合工程经验提出了相应的工程措施,供工程设计参考.     

石家峡水库坝址区岩体抗滑稳定分析及处理方法研究

坝基和坝肩岩土体的抗滑稳定性对水库枢纽工程的安全运行及工程投资起至关重要的作用,石家峡水库为混凝土重力坝,坝肩、坝基工程地质条件较为复杂,右岸下部溶蚀裂隙及褐铁矿化、碳酸盐化蚀变发育强烈,对坝基、坝肩的滑移稳定将产生较大影响。文中运用极射赤平投影和理论计算方法,对两岸岩体中各种结构面进行抗滑稳定性分析,并对抗滑不利的部位提出了固结+帷幕灌浆处理措施,解决了坝体及岸坡岩体抗滑稳定问题。     

引汉济渭工程三河口水库拱坝坝基岩体质量特征与建基面优化选择

研究坝基岩体质量有助于合理选择建基面,为工程设计、施工和安全运行提供科学依据。以引汉济渭工程三河口水库拱坝坝基岩体为研究对象,通过对坝基开挖揭露的岩体重新进行勘探试验,利用勘探孔进行孔内电视、纵波波速及变形模量等测试工作,对坝基岩体风化特征、结构特征、变形模量与纵波波速关系等问题进行综合分析研究,特别是对坝基局部的断层破碎带及碎裂岩体能否利用等问题进行了具体分析,并对坝基岩体质量进行了工程地质分类,选出了符合实际的建基面,使大坝建基面高程由原来的501.0 m抬升至504.5 m,优化了坝基开挖深度,减少了坝基处理难度与混凝土浇筑量,缩短了工期,节约了工程投资。     

浙江省砂砾石层工程地质特征及坝基防渗处理

砂砾石地基具有高抗剪强度、低压缩性、高承载力等特征,一般其上部为强透水层,为防止渗透破坏,在砂砾石层上建坝须对其进行防渗处理,文章列举了本省的几个工程,阐述了砂砾石层的工程地质特征及砂砾石坝基的防渗处理类型及其效果。     

岳城水库砂卵石地层防渗帷幕灌浆试验

一、前言由于在地质勘察中发现,主坝右岸坝段桩号2+800～3+210m上游局部坝基灌浆帷幕的防渗效果存在一定缺陷,且坝基水力比降较大,为防止此段坝基渗流条件恶化,对主坝右岸坝段基础进行防渗处理是必要的。为消除水库正常蓄水情况下所存在的安全隐患,2009年11月水利部批准了岳城水库除险加固工程初步设计。经过防渗体比选,本工程采用帷幕灌浆,浆液为水泥粘土浆,在工程施工前进行帷幕灌浆试验,通过试验确定灌浆所需要的参数。     

五里坝水库工程混凝土面板堆石坝设计

五里坝水库是一座采用0.3~0.67 m变厚面板的堆石坝,最大坝高67.4 m.由于坝基为软质岩、强度低,地质条件较复杂,结合工程特性,围绕减少岸坡开挖和填筑工程量,降低坝体不均匀沉降,确保良好防渗止水效果等关键问题进行详细计算分析.优化设计出满足规范要求的大坝枢纽布置、坝体分区、填筑材料和坝基处理等方案,为工程投资决策提供了重要依据.     

基于非线性有限元的高拱坝坝肩稳定性分析

处于复杂地质条件下的拱坝,坝肩岩体稳定性问题是其发生事故的重要原因之一。某水电站拱坝右坝肩发育有靠近坝体的蚀变集中带及沿该集中带的多条断层,左坝肩在坝肩槽不同高程有多条断层出露,地形地质复杂。为了正确合理地研究其坝肩岩体的稳定特性,根据水电站坝址区地形地质条件,充分考虑拱坝左右坝肩的主要断层及蚀变带等不利地质构造,建立3维有限元模型,模拟拱坝及坝区岩体在正常运行及温降工况下的应力场;采用点安全系数法分析坝肩岩体在加固和未加固的情况下的稳定性,并运用综合强度储备法评价坝肩的极限承载能力。结果表明:坝肩岩体点安全系数均处于合理范围内且相对较高,综合安全系数相对较大,说明坝基加固措施合理有效,坝肩具有较强的承载能力。     

基于非线性有限元的高拱坝坝肩稳定性分析-研究生论坛

处于复杂地质条件下的拱坝,坝肩岩体稳定性问题是其发生事故的重要原因之一。某水电站拱坝右坝肩发育有靠近坝体的蚀变集中带及沿该集中带的多条断层,左坝肩在坝肩槽不同高程有多条断层出露,地形地质复杂。为了正确合理地研究其坝肩岩体的稳定特性,根据水电站坝址区地形地质条件,充分考虑拱坝左右坝肩的主要断层及蚀变带等不利地质构造,建立三维有限元模型,模拟拱坝及坝区岩体在正常运行及温降工况下的应力场,采用点安全系数法分析坝肩岩体在加固和未加固的情况下的稳定性,并运用综合强度储备法评价坝肩的极限承载能力。研究结果表明,坝肩岩体点安全系数均处于合理范围内且相对较高,综合安全系数相对较大,说明坝基加固措施合理有效,坝肩具有较强的承载能力。     

盐津桥水库右坝肩下游岩体稳定与工程加固处理

盐津桥水库大坝上游220m为新建公路大桥，下游3km有一个国内有名的大型企业，因此大坝的安全尤为重要．盐津桥水库工程岩体边坡为顺层边坡，卸荷裂隙发育．根据裂隙及分布特征情况，采用三维刚体极限平衡法分析右坝肩下游在卸荷裂隙、软弱夹层或顺坡岩层、X节理下的岩体稳定性．由计算分析结果提出经济合理的边坡加固处理措施．     

灌浆帷幕耐久性数值仿真分析

渗漏问题是涉及水库安全和经济运行的关键问题之一,为了有效增强基岩结构面内软弱充填物的抗渗性及渗透稳定性,降低坝基扬压力,控制坝基渗漏及两岸绕渗,通常在坝基及两岸山体内设置一定深度的灌浆帷幕,形成防渗体系.因此,灌浆帷幕的耐久性与大坝安全运行及管理息息相关.为了研究灌浆帷幕防渗性能的衰减过程,采用COMSOL Multiphysics软件,建立了坝基渗流场、化学场以及溶质运移场的三场全耦合有限元数值模型,研究帷幕在渗透力作用下,溶质的溶解-沉淀和迁移-扩散随时间的变化过程.研究结果表明:在库水的长期侵蚀和溶解作用下,帷幕缓慢地不断发生溶解侵蚀,其微观结构发生改变,帷幕中胶凝材料逐渐减少,使其渗透系数逐渐增大,防渗性能逐渐衰减;帷幕不同部位的溶蚀程度不同,底部溶蚀量最大,其次为上部,中部溶蚀量最小,因此帷幕底部是灌浆的质量控制重点区域;靠近坝基上游侧的帷幕溶蚀量高于下游侧.     

复杂地基上高拱坝坝肩稳定破坏试验研究

大岗山水电站是大渡河干流近期开发的大型水电工程之一,工程主要开发任务是发电,兼有拦沙、防洪、蓄能作用。其坝址区地质构造复杂,两岸坝肩岩脉、断层比较发育,构造型式以小断层、沿岩脉发育的挤压破碎带和节理裂隙为特征。针对大岗山拱坝复杂地质构造特点,采用三维地质力学模型试验中的综合法进行坝肩稳定问题研究,通过超载与降强相结合的地质力学模型破坏试验,研究了拱坝坝肩的变形特性,得到坝肩、坝基失稳的破坏过程和破坏形态,确定坝肩综合稳定安全度为5.0～5.6。     

水库坝前水温结构日变化规律研究

水库水温结构受来流水温和气象要素的影响,在年内呈现周期性变化,但对其日内变化规律的认识较为缺乏。以龙滩水库为研究对象,于2011年11月～2012年9月分六期对龙滩水库坝前水温进行了原型观测。资料分析结果表明：龙滩水库库区水温除1月外,其余各月均存在分层现象,在7月和9月出现了双温跃层;表层水温年内变化较大,库底水温全年较为稳定;气象要素对坝前水温影响深度与季节有关,夏季影响深度最大;气温越高水温最大值出现的时间越早;水温结构日变化的影响因素主要是气温和太阳辐射,此外坝前水温结构日内变化明显的范围仅为库表20m以内,表层水温的日内变化几乎不对电站发电取水水温构成影响。