三峡二期围堰创新及其对我国高围堰建设的意义

三峡二期围堰是三峡土建工程中最具挑战性的两个建筑物之一,它不仅对整个三峡工程十分重要,而且难度在国内外围堰建设史上也是空前的。科技工作者围绕该建筑物的难题,跟踪工程的进展,进行了长达20余年的试验研究工作,采用新理论、新方法、新技术、新材料高质量地完成了建设任务,围堰在4年的运行期状态良好,并且在拆除过程中又安排了专门的试验和资料收集工作,厘清了一些长期不清楚的疑虑,取得了一套系统的经验,并且取得了许多创新的研究成果,对高围堰和土石坝的建设极具参考意义。这些成果正在大西南水电开发中发挥作用,并促进我国水利水电技术迈上新的台阶。     

裂隙岩体三维渗流网络搜索及稳定渗流场分析

 从实际工程结构面统计资料以及结构面本身渗流特性出发,结合逾渗理论分析裂隙岩体渗流网络的组成特点,研究三维块体切割技术与逾渗理论在裂隙类型分类上的相似性问题,进而在既有三维块体切割技术基础上增加渗流面阻水特性判断等模块,形成三维渗流网络搜索算法,解决三维渗流网络难以建立的问题。并在此基础上,根据Louis公式和广义达西定律编制裂隙岩体三维渗流网络搜索及恒定流分析程序3D-Network-Seepage.f90,用于裂隙岩体三维渗流网络构建与恒定渗流计算分析。然后,结合算例对该方法进行验证,结果表明：所提方法不仅能够生成客观、正确的渗流网络,还能准确地反映裂隙面水流的运动规律以及裂隙网络中实际水流的流动趋势,但该方法还有待于在实际工程中进行验证。     

不等流量双井非稳定流抽水试验参数的确定

 基于叠加原理,对用于常规单井非稳定流抽水试验参数计算的配线法和直线图解法进行变换,并将其应用于不等流量双井同时非稳定流抽水且只有一个观测孔时含水层水文参数的确定。以上海西藏南路越江隧道浦东工作井的抽水试验为例,根据井点的实际布置,作特定的标准曲线。分别用变换后的配线法、直线图解法及数值法确定水文参数,对比分析3种方法反演参数的准确性及误差的主要来源。结果表明,由变换后的直线图解法求得的水文参数比较准确;如果观测井距离抽水井较近,实测水位降深曲线在抽水初期较陡,将影响配线法反演参数的准确性。     

基于非稳定渗流过程的岩体渗透特性反演分析

 考虑岩土体渗流场在工程施工及运行过程中的动态特征,依据水头和流量2类测点的实测时间序列数据,建立基于正交设计、非稳定渗流正分析、BP神经网络和遗传算法相结合的非稳定渗流场反演分析方法,在一定程度上体现了多目标优化、全过程反演的特点,较好地解决了岩体渗透系数反分析的唯一性与可靠性问题。为了避免在反问题中由于利用水头和流量2种类型观测资料所带来的量纲问题,将水头和流量时间序列数据误差项归一化后构造量纲一化的目标函数,并在目标函数中引入权系数w,从而避免寻优时某一类型观测信息占优。针对长河坝水电站基坑施工期涌水问题,根据施工期各渗压计、基坑渗漏量实测时间序列资料和上游河水变化过程曲线,采用上述方法反演了坝基岩土体的渗透系数。反演分析结果表明：渗压、流量测点的实测和计算时间序列数据吻合较好,反演给出的各岩土体渗透系数与现场钻孔压水试验得到的岩体渗透特性分级相符,从而论证了该反演分析方法的可行性和反演结果的可靠性。研究结果为进一步评价大坝正常蓄水后坝基防渗体系的有效性提供了依据。     

有限元法与条分法相结合的土坝稳定分析

采用有限元法与条分法相结合的方式,以岳城水库主坝为例,对浅层滑坡坝段进行了非稳定渗流期的稳定分析,并与常规方法进行了对比。结果说明,有限元法与条分法相结合能充分考虑非稳定渗流期渗流力对土坝稳定的影响,比常规方法更符合实际情况。     

多井系统复合油藏平均地层压力计算方法研究

针对加密井网注采不平衡、复合油藏地层压力评价难的问题,进行了多井系统复合油藏平均地层压力计算方法的理论研究。根据物质平衡原理,建立了考虑注采强度影响的多井系统复合油藏拟稳定渗流数学模型,给出了平均地层压力的计算方法,验证了该平均地层压力计算方法的正确性,分析了平均地层压力的影响因素。研究结果表明：注采比与平均地层压力呈正相关,多井系统复合油藏平均地层压力的计算,需要考虑注采比影响,以便准确评价地层压力。将研究成果应用于喇嘛甸油田地层压力水平解释,注采比大于1,地层存在多余能量补充,该方法得到的平均地层压力介于关井末点压力和水驱平均地层压力之间更符合实际,为油田制定合理开发政策提供依据。     

高侧渗条件下大型渠道边坡截渗墙设计研究

基于非饱和非稳定渗流理论,假设洪峰历时,借助有限元数值模拟,对高侧渗条件下大型渠道截渗墙渗控效果进行分析。根据地质勘查报告,对水泥土截渗墙10m深和15m深两种方案进行计算分析。根据两种方案的渗控效果,主要是渗流量、渗流速度、浸润线变化等,选择最优深度的截渗墙。     

三峡库区西沱滑坡体稳定性计算分析

本文以三峡水库运行为背景,以西沱滑坡体为工程案例,结合变形体的工程地质条件,通过对FLAC3D二次开发,采用饱和-非饱和方法和强度系数折减法计算变形体在变水位条件下的稳定性,初步得到西沱滑坡体在水库运行过程中稳定性演变规律,为该边坡在水库运行期的长期观测和治理工作提供科学依据.     

基于系统稳定性的水驱曲线合理直线段选取新方法

准确选取水驱曲线合理直线段对于运用水驱曲线法正确预测油藏开发指标具有重要意义。根据稳定渗流理论,推导了体积波及系数与含水率、累计产液量之间的数学模型,提出了基于油藏系统稳定性的水驱曲线合理直线段选取新方法。当含水率函数与累计产液量的双对数曲线呈现斜率为-1的直线时,油藏即处于稳定水驱阶段,该阶段即为水驱曲线的合理直线段。在渤海SZ油田进行了实际应用,结果表明,该方法能够直观、定量判断水驱曲线合理直线段,从而避免了直线段选取时的主观性和随意性,预测结果更为客观可靠,具有推广应用价值。     

水位降落时土坝坝体渗流特性的交互式有限元模型

利用Fortran和Python语言联合开发ABAQUS有限元软件用户子程序,建立土坝非稳定渗流的交互式有限元分析模型。模型利用Fortran语言编写用户子程序,实现了坝体和坝基表面非线性动态荷载的施加功能,同时采用Python语言对子程序进行可视化处理,以交互的方式处理库水位降落参数实现降水过程。该模型利用流固耦合原理和强度折减法,对均质土坝库水位降落过程中的渗流场和应力场进行计算,通过与已有研究成果对比水位下降过程中浸润线最高点高程、坝体瞬态安全系数,并结合十里河水库大坝水位降落具体工程,验证模型的合理性。该研究成果可为库水位变动下的土坝渗流特性和稳定性计算提供方法,以及为中小型土石坝遭遇极端情况的风险分析和应急管理提供参考。