堰塞坝漫顶溃决过程数值模拟及应用

堰塞坝作为自然形成的天然坝体,其结构不稳定性强,绝大多数的堰塞坝最终都将发生漫顶溃决,一旦溃决,将会对下游带来巨大的生命和财产损失。因此,有必要合理预测堰塞坝的溃决流量过程,为溃坝应急预案的编制提供理论与技术支撑。本文充分考虑堰塞坝的形态特征及坝料的物理力学特性,建立了一个可合理模拟堰塞坝漫顶溃坝过程的数学模型。该模型可较好地反映水动力条件下的溃口发展过程和下泄流量过程。选择西藏易贡堰塞坝溃坝案例对模型进行验证,通过计算结果与实测资料的对比发现:计算得到的溃口峰值流量、最终溃口宽度、峰值流量到达时间等参数的最大相对误差均在±15%以内;溃口流量过程与实测资料也吻合较好,有效地验证了模型的合理性;参数敏感性分析结果显示,残留坝高、冲蚀模式(单侧与两侧冲蚀)、冲蚀系数等参数对溃坝过程均有重要影响。     

岩溶型地下坝帷幕质量检测与防渗性能评估研究

岩溶型地下坝因结构和所处环境特殊,其帷幕质量检测及防渗性能评估工作存在较多难题。以中国西南地区某典型岩溶型地下坝防渗系统为研究对象,利用高密度电阻率法初步查明防渗帷幕的分布和薄弱部位,并通过局部钻孔压水试验进一步验证高密度电阻率法结果准确性,后结合廊道析出物热重法试验对析出物成分和溶蚀类型进行分析。研究成果为当前岩溶地下坝帷幕质量检测与防渗性能评估工作提供可行方案,对岩溶型地下坝的推广应用及其运行期安全保障具有工程借鉴意义,为建立并完善岩溶地区地下水库的防渗体性能评价体系及监控机制提供重要参考。     

基于改进TOPSIS法与风险态度区间评价的土石坝防渗治理方案优选

科学评价土石坝防渗治理方案,对实现工程安全运行、加强大坝全生命周期安全监管体系建设,具有重要意义。从工程除险效果、工程管理、工程经济和工程施工四个准则层出发,构建土石坝防渗治理方案评价指标体系。针对防渗治理方案优选过程中决策者风险态度难以评估问题,引入风险态度因子对指标进行区间评价赋值,并基于博弈论优化主客观权重,进而利用改进的TOPSIS模型对方案进行分析评价。以某水库防渗治理备选方案为例检验该优选体系的有效性,结果表明该方法对防渗治理方案的优选有效可行。     

混凝土面板砂砾石坝漫顶溃坝模型研究

基于沟后面板砂砾石坝溃坝案例调研资料及溃坝离心模型试验的反馈分析,提出了一个可描述混凝土面板砂砾石坝漫顶溃决过程的数学模型。该模型的特点是选择可反映高速水流作用下推移质与悬移质运动的坝料输移公式描述宽级配砂砾料的运动特征,以及建立可模拟面板坝每块钢筋混凝土面板在各种变化荷载作用下破坏过程的表达式。选择沟后面板砂砾石坝溃坝案例对建立的模型进行验证,计算结果与实测结果的对比表明:溃口峰值流量、堆石体溃口的顶宽与底宽、折断的面板的数量和各面板的破坏长度、溃坝历时等输出参数的相对误差均控制在±15%以内;由于溃坝过程中面板不断折断,溃口流量过程呈锯齿状抬升。另外,参数敏感性分析的结果表明坝料的冲蚀率和级配特征对溃坝流量过程具有重要的影响。