土石过水围堰最不利工况确定的研究

施工导流标准是影响施工导流经济性、安全性的决定性因素之一,是导流建筑物规模设计的依据．目前,土石过水围堰以其能充分利用当地材料,造价低廉而得以广泛的应用．基于过水围堰下游护坡稳定性分析、实际观测资料和浙江省瓯江滩坑水电站模型试验的研究成果,系统分析了影响土石过水围堰溢流工况的主要因素,提出了衡量最不利工况的指标和确定最不利流量的方法,为土石过水围堰堰体下游护坡结构及消能防冲设施设计提供了理论依据．     

过水土石围堰下游混凝土板护坡反滤层的可靠性分析

系统分析过水土石围堰下游护坡反滤层的减压作用与护坡稳定性的关系,以几何因素和力学因素建立了反滤层渗透破坏极限状态方程,提出了反滤层设计的可靠性模型及其MonteCarlo计算方法,为过水土石围堰护坡结构的设计提供了理论依据.通过模型试验的对比分析,说明护坡反滤层的结构可靠性分析的可行性,计算模型及其计算方法的有效性.     

深厚覆盖层过水围堰的安全性试验

由于在汛期可承担较大的洪峰流量,土石过水围堰以其独特的导流方式在山区峡谷水利工程中得到大量应用,但如果设计不合理,常有破坏发生.为解决功果桥水电工程深厚覆盖层上土石过水围堰堰后冲刷与覆盖层防护问题,采用1∶50的水工整体模型对围堰体型及基坑充水高程等进行了试验研究,通过对比不同方案的围堰体型及不同充水高程下的溃堰试验,最终确定了合理可行的围堰体型及基坑预充水高程,从而较好地解决了由于围堰布置地区地形条件引起的不良流态和覆盖层防护问题.该试验提出的围堰体型及基坑充水指标等可为类似工程提供参考.     

浙江滩坑水电站过水围堰模型试验研究

滩坑水电站工程施工导流采用一次围堰断流、隧洞导流的方式,上下游围堰均采用土石过水围堰型式,为进一步掌握施工导流各阶段的水流条件,确保围堰和坝体度汛安全,进行了过水围堰导流模型试验研究.通过模型试验,测试了导流隧洞和过水围堰的泄洪能力,测试了围堰、大坝过水流速、流态和导流隧洞的水流流态,验证了堰体和坝体过流保护措施.根据模型试验成果,进一步优化了围堰结构布置和上游围堰堰面保护措施,为工程导截流设计与施工组织提供了重要的指导作用.     

过水围堰初期导流费用风险率计算模型研究

针对过水围堰初期导流费用的构成及其随机特性，首次提出了费用风险率的概念并给出了研究费用风险计算模型，从而为施工导流风险设计提供科学的依据。     

三峡三期下游土石围堰防渗墙爆破拆除设计

三峡三期下游土石围堰高喷防渗墙采取一次钻孔爆破拆除,下部拆除至导流明渠底部高程。防渗墙爆破须爆断预埋灌浆钢管,爆碎高喷墙混凝土,且不能破坏周围建筑物,施工难度较大。在理论计算的基础上,结合爆破试验成果和类似工程经验进行爆破设计,成功地实施了爆破。     

有限差分法在过水堆石围堰渗流计算中的应用

过水堆石围堰渗流属于非达西渗流.应用有限差分法推导出计算堆石体内渗流水头值的公式,并通过模型验证,证明此法具有较高的精度.     

过水围堰溢洪的全域三维数值模拟

过水围堰由于涉及范围广、边界复杂,溢洪的全域三维数值模拟还较为欠缺.为实现物理模型与数值计算的互补,采用紊流模型对上、下游过水围堰及基坑,包括部分河道进行了三维数值模拟.给出典型工况围堰的泄流能力,消能平台水气两相流特性,以及三维流场和压力分布.上游水位与围堰泄流量的关系,计算与实测进行了对比分析,大洪水工况时二者吻合较好,小洪水工况时有一定偏差.研究表明:顺水流方向结构化网格的生成,使模拟的过堰水流与实际情况更为相符.     

高土石围堰施工-运行过程边坡稳定性分析

高土石围堰边坡稳定性与堰体材料的力学性质密切相关.在围堰施工及运行过程中,随着结构应力和渗流状态的变化,堰体材料力学参数也发生持续性变化.基于围堰施工过程中堰体应力及渗流状态变化规律分析和土石材料力学非线性理论,建立考虑施工过程的土石围堰边坡稳定分析模型;在此基础上,进行高土石围堰施工-运行过程边坡稳定特性分析,结果表明堰体边坡稳定的最不利工况出现在基坑开挖后的堰前水位下降期,最危险滑动面位置随着水位下降速率的增加由背水面转向迎水面;当水位下降速率一定时,堰坡稳定安全系数呈先减小后增加趋势,最小值及其出现时间与水位下降速率相关.     

非稳定渗流对托巴土石围堰上游坡稳定性影响

采用非稳定渗流理论研究了托巴土石围堰临水坡体的非稳定渗流场规律,探讨了在水位下降过程中临水坡体的浸润线、水力坡降以及流速的变化规律,并对坡体非稳定渗流场对围堰边坡稳定性的影响规律开展了研究;考察了不同水位下降速度和坡体填筑料对上游坡体非稳定渗流场和稳定性的影响规律.分析成果表明,过快的水位下降速度和填筑料较小的渗透性对堰坡的稳定性不利.通过研究获得了坡体填筑材料渗透系数的控制范围,以及不同渗透系数土料条件下应该控制的水位安全降速,并提出了一个可以保证围堰边坡安全的水位快速下降方案.研究结论可为围堰和土坝工程设计和安全运行提供有益的参考.     

抛填饱和粉质黏土夹淤泥质土围堰稳定性分析

江西信江双港航运枢纽采用导流明渠开挖的饱和粉质黏土夹淤泥质土进行围堰填筑,施工过程中,水下围堰由明渠浚挖土直接采用挖泥船进行水上抛填,饱和粉质黏土受浚挖和抛填双重扰动,强度低且堰体内分布极不均匀,不仅围堰难于成型,且运行期内易发生堰坡失稳。为了评估这类围堰堰坡的稳定性、探究水位涨落条件下抛填饱和粉质黏土围堰边坡的变形破坏模式,采用有限元软件PLAXIS对信江双港航运枢纽上下游围堰开展不同水位及不同水位升降速率条件下的稳定性计算分析;针对抛填形成的围堰土体强度变化范围大、受环境影响明显的特性,开展堰坡稳定性的敏感性分析,同时,基于安全系数接近于1.0时的坡体最大侧向变形随时间的变化曲线,提出堰体稳定自动监控的预警和报警值。结果表明：采用坡度为1：4~1：5的平缓围堰边坡,通过设置反压平台,围堰在正常水位涨落条件下处于稳定状态;抛填土的强度降低会诱发滑动体从背水面坡脚贯通到堰顶;由于抛填饱和粉质黏土围堰的强度低和不均质性,为确保围堰稳定,须进行侧向变形、渗压及降雨量监测实时监控预警;抛填饱和粉质黏土围堰侧向变形报警值和预警值宜取1.5~2.0、1.1~1.5 mm/d。     

现有堤坝地基渗透稳定可靠性研究及加固方案分析

针对现有堤防工程和土石坝工程防渗结构中常存在的下游设排水盖重层的结构形式,按照工程结构可靠性理论的基本原理,对其双层地基的渗透稳定可靠性评价中的基本变量和广义抗力及荷载效应进行了分析;基于现行设计规范中渗透稳定确定性计算方法,建立了现有堤防和土石坝工程的地基渗透稳定可靠性分析模型.根据建立的堤坝地基渗透稳定可靠性计算模型和方法,地基渗透稳定可靠性计算的结论能够反映现有堤坝的地基渗透稳定状态,可针对性地提出经济的加固方案.     

曹娥江大闸闸下冲刷研究

通过整体模型针对曹娥江大闸可能出现的正常和不利淤积面貌进行闸下冲刷研究,曹娥江大闸因其规模大、工程条件复杂,被誉为“中国潮汐河口第一大闸”,模型分潮沟维护和洪水前拓宽潮沟两种工况进行试验,得到了不同条件下冲刷闸下淤积泥沙所需水量,结论与实测资料分析、水槽模型等得到的较为一致,相互印证,为工程的建设及运行提供了可靠的依据.