斜卡水电站面板堆石坝三维渗流计算分析

采用有限元法,对斜卡水电站面板堆石坝进行了三维渗流计算分析,讨论了面板、防渗墙出现裂缝及帷幕灌浆劣化、帷幕减薄对三维渗流场分布和渗流量的影响。计算结果表明,由于斜卡坝址覆盖层深厚(45~100 m),加之基岩渗透性强,防渗墙和帷幕上下游水头差大,正常运行方案渗流量可达0.642 m3/s。面板和防渗墙出现裂缝对大坝整体渗流场影响较小,而通过坝面和防渗墙的流量显著增大;帷幕劣化或变薄使坝基渗流量明显增加。加厚帷幕和减小其渗透系数是加强防渗效果的有效措施。     

基于ABAQUS的土石坝防渗墙渗流稳定性研究

为了研究双排防渗墙的防渗效果,基于数值模拟,分析防渗墙间距、嵌入深度及渗透系数对大坝渗流稳定性的影响。结果表明,大坝防渗墙的防渗系数对防渗效果有重要影响,防渗墙的渗透系数大于10^-7cm/s,随着主副墙渗透系数比值的增大,防渗墙的折减水头梯度变大;墙体防水帷幕未插入基岩时,主副墙的帷幕深度对坝基渗流稳定性影响较大。主墙水头折减和水力梯度随着帷幕深度比值增大而增大。主副墙的帷幕插入新鲜基岩,主防渗墙的最大水力坡降为92.9,副墙最大允许水力坡度为75.6,采用副墙下接帷幕深度10m和主墙下接帷幕深度50m的设计方案可以满足防渗要求。     

基于数值模拟的土石坝防渗墙渗流稳定性分析

为了研究混凝土防渗墙在不同工况下的渗流稳定性，基于数值模拟系统，分析防渗墙深度对渗流场影响以及材料渗透系数敏感性变化规律。结果表明：(1)坝基渗流量及坝后出逸点水力坡降受防渗墙的深度影响较大，随防渗墙深度的增大，坝基渗流量和总渗流量减小。当防渗墙深度小于40m时，坝基渗流量和总渗流量随防渗墙的深度增大而显著减小。(2)当防渗墙底端为不同材料的交界面时，墙底水力坡降较大，实际工程中应尽量避免墙底位于不同材料的交界处；对于封闭式防渗墙，需设计较大的嵌固段深度，以保证墙体不发生严重的局部冲刷。(3)当无量纲渗透系数小于1时，随渗透系数比的增大，不同工况下防渗墙底部水力坡降减小，但减小速率越来越平缓。研究结果显示，防渗墙深度大于40m即可满足防渗和大坝的稳定性要求。     

高土石坝双防渗墙渗流特性研究

为了研究双排防渗墙的间距、深度、渗透系数等因素对防渗效果的影响规律,采用有限元分析软件ABAQUS对瀑布沟砾石土心墙坝双排防渗墙的各种布置方案进行渗流计算和对比分析,得出不同渗透系数组合和墙底帷幕深度组合下的坝基渗流分布规律。结果表明：当防渗墙渗透系数小于10-7 cm/s时,主、副墙渗透系数变化对坝基渗流分布影响不大;当防渗墙渗透系数大于10-7 cm/s时,主、副墙渗透系数比值越大,副墙水头折减和所承受的水力梯度越大,墙间水位越低。当防渗墙下接帷幕未深入新鲜基岩时,主、副墙下帷幕深度比值越大,主墙水头折减和所承受的水力梯度越大,墙间水位越高;当帷幕深度深入新鲜基岩后,继续增大帷幕深度,对坝基渗流分布无明显影响。研究成果可为深厚覆盖层上高土石坝双排防渗墙的布置设计提供有益参考。     

某面板堆石坝蓄水期坝基渗流特性分析

坝基渗流状态是判断面板堆石坝防渗效果和安全状态的主要依据。采用过程线分析和分布分析对某面板堆石坝蓄水期坝基渗流特性进行了定性分析,由统计模型对坝基渗流影响因素进行了定量分析,并对防渗帷幕后P2渗压计实测渗压水位偏高的问题进行了综合分析,认为P2实测渗压水位偏高仅为局部现象,不会对该面板堆石坝安全状态产生危害。     

西林水库面板堆石坝应力变形的三维非线性静力分析

西林水库扩容工程采用的坝型为混凝土面板堆石坝,坝基砂砾石覆盖层最大厚度32.00 m,低弹模混凝土防渗墙、C25钢筋混凝土趾板和面板构成其防渗体系。采用三维非线性静力有限单元法开展竣工期和蓄水期坝体及防渗体系的应力变形分析,重点分析防渗体系在蓄水期水荷载作用下和竣工期堆石荷载作用下的应力变形以及周边缝、面板垂直缝和防渗墙与趾板接缝的变形。根据计算结果,提出相应的结论和建议,为大坝的科学施工及原型监测设计提供有力支撑。     

深覆盖层对面板堆石坝面板变形和应力的影响

某高混凝土面板堆石坝坝基覆盖层深度达45~100 m.应用非线性有限元方法.建立了不同设计方案的三维有限元模型,并详细模拟了坝体填筑施工过程和蓄水过程,比较了不同设计方案蓄水期面板的变形和应力的分布规律,以及面板缝、周边缝及其他接缝的变形.结果表明,将混凝土面板堆石坝面板附近的覆盖层部分开挖,让趾板直接坐落在基岩上,有利于改善面板的变形和应力,有利于减小面板缝、周边缝及其他接缝的变形.     

基于Abaqus下某水电站大坝防渗墙对渗流场影响特性分析研究

为分析某水电站混凝土堆石坝渗流场特性,利用Abaqus有限元软件,建立大坝数值模型,分别探讨了有无防渗墙条件下渗流特性,无防渗条件下,正常蓄水期与死水期总渗漏量基本接近,总水头、压力水头及等水头线分布呈相近态势,但正常蓄水期相比量值较高,且坝身与覆盖层渗漏总量占比超过88%。布设混凝土面板与防渗墙整体防渗结构,降低了坝体渗漏量,水力坡降增大,防渗墙深度为10 m时水力坡降为5. 07。防渗效果与防渗墙深度有关,当防渗墙深度超过大坝不透水层时,防渗效果显著,深度为30 m相比深度为20 m渗漏量降低了1. 2%,但深度超过40 m时,渗漏量陡降,降幅超过55%。论文为研究防渗墙在大坝防渗措施中应用提供了一定参考依据。     

深冲积层上高面板堆石坝运行期渗流特性仿真研究

渗流控制是深冲积层上修建高面板堆石坝需要研究的关键技术问题,以某高面板堆石坝工程为对象,考虑坝体结构、渗控体系、深冲积层以及基岩分布等要素,建立三维有限元计算模型,然后采用改进节点虚流量法,进行正常运行期的坝区三维渗流特性仿真计算与分析。结果表明,混凝土面板、趾板、防渗墙及灌浆帷幕形成的空间封闭防渗体系能够有效控制坝区渗漏,保证坝体及坝基的渗透稳定,但尽管如此,深冲积层的坝基和地质条件复杂的两岸坝肩的渗流控制难度较大,对防渗墙和灌浆帷幕的要求较高,在大坝渗控设计和施工时予以重点关注。     

深覆盖层面板堆石坝连接板长度敏感性分析

为协调混凝土防渗墙与趾板间的不均匀变形,修建于深厚覆盖层上的面板堆石坝通常在防渗墙与趾板间设置连接板,而连接板长度的确定则是工程设计中的重要技术问题之一。为揭示连接板长度对面板堆石坝工作性态的影响规律,结合实际工程,通过建立不同连接板长度的面板堆石坝坝体－地基系统有限元计算模型,进而开展系列非线性有限元分析,结果表明连接板长度增加对堆石坝体及面板应力变形影响较小,对竣工期防渗墙的应力变形有利,对蓄水期防渗墙的应力变形不利,可明显降低防渗墙与连接板接缝的切向错动。     

新疆下坂地水利枢纽工程深厚覆盖层防渗技术

新疆下坂地水利枢纽工程是国家和新疆维吾尔自治区的重点建设项目,坝址砂砾石土覆盖层厚达150 m,土性成因复杂多样,工程地质条件复杂,防渗难度国内外罕见.通过对深厚覆盖层地质资料的研究分析,提出“上墙下幕”垂直防渗方案,即上部采取80 m深、1.0 m厚的塑性混凝土防渗墙,下接70 m深的灌浆帷幕.水库蓄水后对防渗墙的挠度、应力应变及坝基渗流情况进行了监测分析,发现大坝防渗系统在初蓄期间工作性态良好,“上墙下幕”垂直防渗结构在深厚砂砾石覆盖层中发挥了理想的防渗效果.新疆下坂地水利枢纽工程深厚砂砾石土覆盖层“上墙下幕”垂直防渗技术的成功应用,为我国西南、西北山区同类大坝的兴建积累了宝贵的经验,为推动砂砾石土地基筑坝技术的发展提供了重要的参考和借鉴.     

大容山（高垌）水库均质土坝防渗设计

大容山（高垌）水库主坝为均质土坝,由于清基不彻底、坝体填土压实度和渗透系数不满足规范要求、坝基岩土渗透系数不满足要求,虽经1961年至1997年五次加固,坝体和坝基仍渗漏严重。为此,采用坝体塑性混凝土防渗墙与坝基帷幕灌浆进行防渗处理相结合的加固方案。经核算,加固后浸润线明显降低,渗漏量明显减少,防渗效果显著。同时对溢洪道、输水设施、管理设施、进库上坝公路等,进行全面彻底的加固和改扩建,使其功能和效益得到充分发挥。     

达开水库主坝混凝土防渗墙设计

针对达开水库主坝及坝基渗漏问题,结合工程实际情况,简要介绍了坝体混凝土防渗墙坝基帷幕灌浆处理方案的设计要点,以及施工要求。     

深厚覆盖层地基渗流控制措施效果数值分析

结合某工程实例,应用有限元分析方法,分析了地基防渗墙深度、铺盖长度及覆盖层土体渗透性等因素对坝基渗流控制效果的影响。结果表明:覆盖层渗透系数较大时,覆盖层成为大坝渗流的主要通道,防渗墙只有完全截断覆盖层才能取得较好的防渗效果;当采用悬挂式防渗墙时,防渗墙深度取其与覆盖层厚度之比为0.7左右时较为合理;单纯依靠铺盖不能有效控制覆盖层地基渗流;覆盖层渗透性是坝基渗流控制较敏感因素,其渗透系数大小及渗透各向异性均对大坝渗流场有一定影响。     

伊朗卡尔赫工程坝基软岩防渗处理方案选择

非裂隙性软岩坝基防渗措施，要论证并选择一合理的方案，常使工程师们困惑．伊朗卡尔赫工程坝基地层，以软弱砾岩为主，基本无节理、裂隙，透水性中，砂粒含量高，胶结差，强度低．初设阶段采用帷幕灌装防渗方案．扩大初设阶段进一步论证了灌浆方案是否可行，能否形成连续防渗幕，以及造价工期问题．经进一步进行地质资料分析，砾岩可灌性判别，两次灌浆试验，渗流分析计算，混凝土防渗墙方案可行性研究和防渗效果计算，以及两方案的造价、工期比较等工作，最后结论是：灌浆方案在技术上近乎不可行，造价高，工期长；混凝土防渗墙方案无论从技术上、经济上、工期上都具有明显优点．     

冶勒水电站坝基防渗处理设计

冶勒水电站大坝为沥青混凝土心墙堆石坝，建造于高地震烈度区、深厚不均匀覆盖层上。坝基防渗左岸采用混凝土防渗墙接基岩灌浆帷幕，河床部位采用混凝土防渗墙嵌人覆盖层相对隔水层内一定深度，连接渐变为右岸防渗墙接深帷幕灌浆，右坝肩基础最大防渗深度约200m，采用两层合计140m深混凝土防渗墙接60m深帷幕灌浆联合防渗。该坝基防渗处理的设计与施工难度国内外罕见，目前工程进展基本顺利。     

小峰水库主坝高压旋喷灌浆防渗加固设计

防城港市小峰水库是一座以灌溉为主、结合发电的大（2）型水库,主坝为均质土坝。主坝建成后,一直渗漏严重,未能正常蓄水,只能按限制水位176 m运行。主要介绍了通过对主坝采用坝体高压旋喷灌浆＋坝基帷幕灌浆防渗,对导流洞、发电洞进行堵漏加固。介绍了主坝高压旋喷灌浆防渗加固设计。     

瀑布沟高堆石坝基础防渗墙监测数据分析

瀑布沟心墙堆石坝是我国目前已建采用宽级配砾石土作为心墙坝防渗料的最高心墙堆石坝。堆石坝坝基为深厚河床覆盖层,最大深度达78 m。坝基覆盖层采用各厚1.2 m的全封闭式混凝土防渗墙防渗。介绍了瀑布沟大坝防渗墙安全监测的情况。监测结果表明,大坝防渗墙工程施工质量优良,性能良好,满足设计要求。瀑布沟堆石坝防渗工程的成功建设把我国防渗墙施工水平提升到了一个新的高度,对今后防渗墙设计与施工具有重大意义。     

西藏老虎嘴水电站左岸渗流控制优化

西藏巴河老虎嘴水电站左岸副坝、防渗系统、围堰和厂房等均坐落在最深达206m的覆盖层之上。根据其工程地质条件，建立了能够反映其主要工程地质构造和坝基面几何形状的三维有限元模型，详细分析了其防渗墙的长度、深度以及覆盖层渗透性对下坝址左岸坝基渗流场的影响，提出布置长300m、深80m的悬挂式混凝土防渗墙或防渗帷幕的渗流控制优化设计方案，并建议采取反滤防护工程措施保护下游出逸面岸坡。