瀑布沟高心墙土石坝渗流分析

在深覆盖层地基上修建高土石坝,其防渗体系的可靠性是一项关键技术问题.防渗墙与土质防渗体连接处是抵御渗透破坏的关键部位.根据瀑布沟土石坝防渗体系的结构特点,利用有限元方法对瀑布沟土石坝进行了渗流分析.结果表明:坝体渗流与应力变形计算时,副防渗墙按40％承担水头较为合适;连接部位的渗透坡降是非均匀变化的,混凝土结构顶部的渗透坡降较大,心墙底部出口处的渗透坡降较小;坝体与两岸相接部位心墙底部渗流出口处的坡降最大.研究结论可以为类似工程提供参考和借鉴.     

长河坝水电站坝基防渗墙与土心墙连接研究

长河坝水电站砾石土心墙堆石坝最大坝高240 m,坝基河床覆盖层厚度为60~70 m,对于河床部位心墙建基面下厚度约53 m的强透水覆盖层采用两道全封闭混凝土防渗墙防渗。防渗墙与土心墙的连接部位是坝体和坝基防渗系统的薄弱及关键部位,其连接设计是否成功是大坝设计的关键点和难点。通过对坝基防渗墙与土心墙连接型式的对比选择、副防渗墙插入心墙高度研究、主防渗墙与土心墙廊道式连接研究及防渗墙与土心墙连接部位高塑性粘土设置研究,精细化了防渗墙与土心墙连接部位的结构设计,选择出了适宜长河坝水电站砾石土心墙堆石坝防渗墙与土心墙的连接方案。     

特高土心墙堆石坝坝基防渗体渗流-溶蚀特征研究

针对渗透溶蚀效应下特高土心墙堆石坝的渗流与溶蚀问题，构建了以孔隙水压力、固相钙浓度与钙离子浓度为自由度的水泥基材料渗流-溶蚀耦合模型。以长河坝工程为背景，研究了特高土心墙堆石坝的渗流溶蚀特征，探讨了渗透溶蚀效应下特高土心墙堆石坝的失效标准，预测了坝体的服役年限。渗透溶蚀效应降低了坝体的防渗能力，服役100 a后坝体浸润线逸出点将较初始时刻抬升1.95 m;随着服役年限的增加，覆盖层、副防渗墙的渗透坡降增加，心墙、主防渗墙和防渗帷幕的渗透坡降降低;水泥基材料固相钙溶蚀相对严重的区域集中在两道防渗墙中下部、固结灌浆靠下游侧及防渗帷幕，靠近复合土工膜和高塑性黏土的坝基防渗体溶蚀程度较低。从固相钙的分解率、渗透系数、渗流量、渗透坡降和边坡稳定等角度分析，认为考虑渗透溶蚀效应时长河坝的服役年限约为68.3 a，降低主防渗帷幕的初始渗透性可较为有效地延长坝体服役年限。特高土心墙堆石坝坝基水泥基结构渗透溶蚀效应不可忽视，其设计、运行及维护应充分考虑水泥基材料的渗透溶蚀效应。     

高土心墙堆石坝防渗墙与心墙连接部位高塑性粘土区设置研究

对于深厚覆盖层上的高土心墙堆石坝,防渗墙与心墙连接部位通常设置协调变形的高塑性粘土区,高塑性粘土区的合适的大小与坝高,坝体及坝基材料性能等多因素有关。本文采用基于子模型法的三维非线性有限元对长河坝水电站大坝防渗墙与土心墙连接部位不同的高塑性粘土区设置方案进行了研究,研究成果表明连接部位高塑性粘土区的大小对心墙、廊道和防渗墙的应力变形均有影响。     

土石坝沥青混凝土心墙底部接头的结构模型试验研究

沥青混凝土心墙底部与防渗墙的接头是整个心墙防渗体系的关键结构部位，其性能影响心墙的安全运行和防渗效果。本针对沥青混凝土心墙底部接头结构进行模型试验研究，提出试验方法、研制相应试验装置。结合实际工程对心墙底部接头平面连接的结构型式进行应用试验研究，试验结果表明心墙底部接头采用平面连接形式是合理可靠的。     

覆盖层上沥青混凝土心墙堆石坝抗震安全性分析

修建在深厚覆盖层上的沥青混凝土心墙堆石坝，覆盖层会影响坝体动力反应，加剧鞭梢效应，防渗结构亦受到影响，尤其是坝基防渗墙和坝体沥青混凝土心墙，结构单薄，地震过程中容易产生拉裂破坏，是工程的薄弱环节。某沥青混凝土心墙堆石坝高85.5 m,坝基防渗墙深110 m,为了探讨整个坝体及其防渗系统的抗震安全性，在静力计算的基础上，采用子模型技术对防渗墙和心墙进行了地震时程分析。计算结果表明，地震作用对沥青混凝土心墙的顶部和岸坡部位、坝基防渗墙的两岸肩部都有很大影响，拉应力范围和拉应力值均有很大程度的增加，建议采取相应措施进行局部加固处理。     

毛尔盖心墙堆石坝防渗墙与坝体防渗体连接形式

介绍毛尔盖心墙堆石坝概况:最大坝高为147 m,河床覆盖层厚度为30~50 m,拟用混凝土防渗墙对坝基进行防渗处理。在分析防渗墙与心墙防渗体各种连接形式的优缺点之后,结合本工程实际和工程经验,选定防渗墙按硬接头接廊道的连接形式。进行有限元计算分析,确定防渗结构参数,防渗墙仅取1道,墙厚1.4 m。实践表明,采用该方案防渗墙和廊道内的应力适中、投资较少。     

厚覆盖层黏土心墙堆石坝防渗墙应力变形数值分析

针对建立在厚覆盖层上的心墙堆石坝进行数值分析，研究影响防渗墙应力应变特性的因素。这些因素包括覆盖层的改善、防渗墙与周围土壤之间界面接触的建模方法、防渗墙混凝土的模量以及防渗墙与黏土心墙之间的连接方式。结果表明，改善上覆土层，选用低模量、高强度的塑性混凝土，优化防渗墙与坝体黏土心墙的连接，是减小防渗墙变形和压应力的有效措施。此外，古德曼单元和泥层单元都适用于模拟防渗墙与周围土壤之间的界面接触。     

高土质心墙堆石坝新型坝体结构形式研究

针对深厚覆盖层上修建高土质心墙堆石坝提出了一个新型结构体系,即直接在覆盖层上建"混凝土盖板",混凝土盖板中设置大型廊道,可以在大型廊道中施工修建防渗墙,由覆盖层中的防渗墙、混凝土盖板及以上的坝体形成完整的防渗体系。对该新型坝体结构进行了有限元计算,得到了新型结构的应力、变形规律,并评价了这种新型结构的结构安全性和适应性。     

满拉土心墙堆石坝设计

满拉水利枢纽工程地处８度地震区，拦河坝为土心墙堆石坝，最大坝高７６．３０ｍ，坝顶宽１０ｍ，上游坝坡１∶１．８５，下游坝坡１∶１．７０。心墙防渗料采用含碎石的轻壤土填筑，河床砾卵石覆盖层采用混凝土防渗墙防渗。通过对土料的试验与研究，该土料可满足宽心墙防渗土料的要求。本文简要介绍满拉土心墙堆石坝的坝剖面设计、坝体材料分区设计及基础处理设计。     

Seepage and stress analysis of anti-seepage structures constructed with different concrete materials in an RCC gravity dam

This study used the finite element method(FEM) to analyze the stress field and seepage field of a roller-compacted concrete(RCC) dam, with an upstream impervious layer constructed with different types of concrete materials, including three-graded RCC, two-graded RCC, conventional vibrated concrete(CVC), and grout-enriched vibrated RCC(GEVR), corresponding to the design schemes S1 through S4. It also evaluated the anti-seepage performance of the imperious layer in the four design schemes under the normal water level and flood-check level. Stress field analysis of a retaining section and discharge section shows that the maximum tensile stress occurs near the dam heel, the maximum compressive stress occurs near the dam toe, and the stress distributions in the four schemes can satisfy the stress control criteria. Seepage field analysis shows that the uplift pressure heads in schemes S3 and S4 descend rapidly in the anti-seepage region, and that the calculated results of daily seepage flow under the steady seepage condition in these two schemes are about 30%e50% lower than those in the other two schemes, demonstrating that CVC and GEVR show better anti-seepage performance. The results provide essential parameters such as the uplift pressure head and seepage flow for physical model tests and anti-seepage structure selection in RCC dams.     

深厚覆盖层上土石坝防渗技术研究进展

从垂直防渗、水平防渗和联合防渗的角度,总结了深厚覆盖层上土石坝防渗的关键技术。阐述了混凝土防渗墙、灌浆帷幕、墙幕结合、水平铺盖等防渗措施在深厚覆盖层地基渗流控制上的创新和突破,并介绍了有限单元法、边界元法等数值模拟技术在土石坝渗流控制领域中的应用。结合3个代表性工程实例分析了深厚覆盖层上土石坝合理的防渗措施的选择及其优化方法,给出了深厚覆盖层上土石坝防渗的建议,并指出尚待深入研究的几个问题。     

昌梨水库大坝防渗加固效果评价

在土坝防渗加固工程中,混凝土护坡和混凝土防渗墙的应用在技术上已较为成熟,但对其实际防渗效果的评价尚缺乏计算依据。以昌梨水库为例,采用有限元法计算了防渗加固前后坝体的渗流特性,结果表明,以混凝土护坡和混凝土防渗墙为主要防渗措施建立的防渗体系效果良好,可明显改善坝体和坝基的渗流性态,加固后大坝各料区渗透坡降和渗透流量均明显减小,且满足规范要求。     

黑河金盆水库坝区三维渗控效应评价与材料参数敏感性分析

渗流控制是土石坝工程建设面临的关键问题之一,渗流分析是实现渗控效应评价和渗控优化设计的主要途径。针对黑河金盆水库工程区复杂的地质条件和渗控措施,建立包含主(副)坝、坝基、库盆和左岸单薄山梁的三维渗流计算模型。为确保数值计算的稳定性和收敛性,采用Signorini型变分不等式方法,对黑河金盆水库坝区进行长期稳定渗流精细模拟。基于实测结果与数值计算成果的对比分析,论证了Signorini型变分不等式方法在土石坝枢纽渗流分析中的有效性和正确性。基于数值计算结果深入分析了坝区的渗控效应及渗透稳定性,研究了渗控效应对黏土心墙、帷幕、山岩材料渗透参数的敏感性。结果表明:黑河金盆水库坝区各分区渗流量和各关键部位的最大水力坡降均在安全稳定范围内,工程渗控措施效果显著;坝区渗控效应对防渗帷幕以及山体材料渗透系数的变化较为敏感,坝体内部总水头及关键部位水力坡降随黏土心墙渗透系数的增加而增加。研究成果对土石坝坝区整体渗流分析及渗控优化设计具有借鉴意义。     

防渗墙质量缺陷对土石坝渗流控制的影响

以吴家园水库大坝为例,采用渗流有限元分析方法,分析混凝土防渗墙的质量缺陷对大坝渗流控制的影响,比如出现裂缝、墙体渗透系数增大、墙体悬挂等情况。分析结果表明,若防渗墙正常,防渗能满足工程安全要求;若防渗墙出现缺陷,则对坝体各部位的渗透坡降都有很大影响。其中防渗墙出现裂缝的位置比裂缝的宽度对渗流控制的影响更大,防渗墙悬挂比墙体渗透系数增大对渗流控制的影响更大。     

土石坝垂直防渗加固措施综述

我国土石坝数量众多,渗流问题引起的大坝病害与险情严重危及土石坝的运行安全。近年来,我国全面开展了病险水库除险加固工作,垂直防渗加固措施因防渗效果显著,在实际工程中得到广泛应用。通过收集病险土石坝除险加固资料、开展现场调研分析及查阅大量相关文献,总结土石坝常用垂直防渗加固措施主要有灌浆、防渗墙和土工合成材料防渗技术等。文中阐述各技术措施的应用历史与发展现状,归纳垂直防渗设计原则和不同垂直防渗加固措施防渗原理及其施工工艺,对比分析各自的防渗体厚度、处理深度、防渗效果、工程施工、环境影响、投资造价、适用地层、工效等特征与适用性。分析认为垂直防渗加固措施的选择,应综合考虑坝基地形地质条件、工程施工难度、环境影响及投资造价等诸多因素。     

澄碧河水库土坝坝顶不均匀沉陷与安全运行分析

通过对澄碧河水库大坝混凝土心墙防渗效果和土坝变形观测资料分析认为:大坝混凝土心墙防渗作用显著,但坝体填土质量差是造成坝顶心墙两侧路面不均匀沉陷的主要原因,观测资料表明,大坝沉陷、水平位移符合土坝变形规律,大坝抗滑稳定安全。     

三峡工程二期下游土石围堰防渗墙施工难点与对策

三峡工程二期下游土石围堰堰体防渗采用单排塑性混凝土防渗墙、上接土工膜、下接帷幕灌浆形式.造墙施工因墙深、面积大、地层条件复杂、工期紧等因素,给施工带来了许多难点.施工过程中为此采取了一系列的技术措施和对策,使得造墙施工得以按期、优质完成任务,并为二期工程按时开工提供了可靠的保障.