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。     

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。     

某船闸枢纽主要分区渗透参数敏感性及反演分析

渗透参数的确定是水利工程渗流分析的前提,而渗透参数反演是确定材料渗透系数的有效手段之一。为定量分析某船闸枢纽主要分区材料渗透系数对枢纽渗流场的影响,建立某大型船闸三维渗流有限元分析模型。以不同测点水头值为指标,设计以混凝土闸体、基岩、防渗帷幕和排水孔幕渗透系数为因素的三水平正交试验,开展各区渗透系数对船闸渗流场的敏感性分析,采取可变容差法反演确定主要分区材料渗透系数。结果表明：各分区渗透系数对测点水头的敏感性从高到低依次为帷幕、基岩、孔幕和混凝土,其中帷幕、基岩和孔幕的影响较为显著;反演时需重点关注帷幕和基岩等影响程度较大的分区渗透系数;反演计算值和实测值最大误差为2.37%,帷幕和基岩的渗透系数分别为3.04×10^-6和5.51×10^-6 cm/s,反演参数可用于该船闸枢纽渗流稳定分析,研究成果可为类似工程提供借鉴。     

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。     

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。     

深厚复杂覆盖层上高土石围堰三维渗透稳定性分析

以某大坝深厚复杂覆盖层上的高土石围堰为例,运用三维渗流有限元理论及3D-seep计算软件,研究了围堰防渗墙的设计深度,研究发现单纯依靠增加防渗墙的深度并不能解决基坑渗流问题,也不经济,因此建议同时对左右岸岩体进行帷幕灌浆防渗处理。其次以帷幕防渗处理后左右岸岩体的绕渗流速与防渗墙底部的绕渗流速相等的原则,研究确定了帷幕灌浆的宽度。之后又对左右岸岩体和防渗墙的渗透系数进行了敏感性分析,得出左右岸岩体和防渗墙的渗透系数是敏感性参数,若能减小其渗透性,基坑渗流量将会明显减小。最后给出了推荐的围堰防渗方案,并对推荐方案的合理性进行了分析研究。     

深覆盖层上高土石围堰渗流场的敏感性分析

以某建基于深覆盖层上的高土石围堰工程为例,运用有限元法,进行了其渗流场关于覆盖层土体、基岩及混凝土防渗墙渗透系数的敏感性分析,探讨了围堰渗流场关于这些材料渗透系数的敏感性特征。结果表明:覆盖层土体、基岩及混凝土防渗墙渗透系数越大,围堰下游边坡出逸点越高,围堰及其地基的单宽渗流量越大,出逸段最大渗透坡降越大。因此,对于深厚覆盖层上的高土石坝围堰工程,覆盖层土体、基岩及混凝土防渗墙的渗透系数对其渗流场具有显著影响,在工程勘察设计过程中应尽可能合理地确定这些材料的渗透系数,以便通过准确合理地确定围堰及其地基渗流场,为围堰稳定分析提供可靠的依据。     

土石坝体(基)渗漏勘察与分析

银子河水库设计防渗体系包括黏土心墙、地下混凝土防渗墙和灌浆帷幕,竣工蓄水后坝下出现多处渗水。通过勘察分析认为,坝体(基)渗漏形式为多点面状渗漏,主要发生在地下防渗墙与基岩嵌入部位和灌浆帷幕下部。渗流观测和渗漏计算表明,坝体(基)渗漏对水库正常效益的发挥有一定影响,长期运行有发生渗透变形的可能,危及水库安全。本文介绍了地下渗流的计算、防渗体功能评价,以及坝体渗漏特征分析。     

深覆盖层上面板堆石坝渗流与防渗墙变形特性研究

斜卡面板堆石坝最大坝高110 m,坝基覆盖层深厚（45～108 m）,基岩结构松散,渗透性较强。采用有限元法,对斜卡面板堆石坝及坝基进行了三维渗流及应力应变计算分析,讨论了帷幕厚度、深度与渗透系数对坝基渗流场的影响,分析了防渗墙在施工蓄水过程中的变形趋势以及趾板的沉降规律。结果表明,帷幕是防渗的薄弱环节,帷幕渗透系数增大与深度减小会使总流量显著增加;增大帷幕厚度可较大程度减小渗流量。防渗墙竣工期向上游变位,蓄水期受水推力作用向下游变形。防渗墙与连接板接合部位发生错动,但量值不大。     

浅析硗碛大坝坝体坝基及其连接处防渗效果

硗碛水电站大坝采用砾石土心墙通过基础廊道和下部防渗墙连接的防渗结构。本文应用渗流监测资料,绘制过程线、浸润线、分布图,计算位势等,结合渗流量多元逐步回归模型,分析评价其防渗效果。结果表明:心墙对水头的消减作用显著,防渗墙与其上部廊道及下部帷幕连接处存在轻微渗水,坝基两岸帷幕后测压管水位基本稳定且逐年下降,坝体坝基总渗流量不大且逐年减小,蓄水初期发现的防渗缺陷经处理后至今未见异常。作为大坝防渗关键环节的心墙、防渗墙及其连接处保持了完整性,整体防渗效果良好。     

马家沟水库沥青混凝土心墙坝防渗处理设计

马家沟水库沥青混凝土心墙石渣坝2003年蓄水以来,大坝渗漏严重,先后经历两次防渗处理,其渗漏量依然偏大,检测和资料分析表明坝体心墙、垫座混凝土齿槽和浅层基岩为渗漏通道。设计采用深入基岩的混凝土防渗墙整体防渗,减少了大坝渗漏,提高了工程运用安全性,防渗处理取得了预期效果。     

某水库沥青混凝土心墙坝有限元计算分析

基于等效线性模型,采用有限元法对在建的某水库沥青混凝土心墙堆石坝进行了理论计算,重点研究了大坝在运行期各工况水位下的渗流,以及施工期、蓄水期大坝的应力变形分布,并将理论计算结果与施工期大坝安全监测资料进行了对比分析,对蓄水期大坝渗流、坝体及心墙应力变形进行了预测分析。分析表明:其施工期的理论计算结果与监测资料基本一致。大坝防渗效果较好,沥青混凝土心墙及防渗帷幕起到了主要的阻水作用。坝体应力变形分布规律较为合理,心墙与过渡料及填筑料间能协调变形,工作性态良好,符合土石坝应力变形规律,为下一步水库蓄水验收及蓄水运行提供了科学依据。     

大竹河水库沥青混凝土心墙坝渗漏处理

大竹河水库沥青混凝土心墙石渣坝在蓄水过程中出现严重的渗漏问题,影响大坝安全,必须进行除险加固。经对大坝监测(检测)资料等进行综合分析,认为大坝沥青混凝土心墙存在渗漏问题。通过多方案研究比选,从技术可靠性、施工工期、工期投资等多方面考虑,采取在坝体中增设混凝土防渗墙加墙下帷幕方案进行渗漏处理。结合沥青混凝土心墙坝的结构特点,考虑防渗墙施工成槽安全、防渗耐久性及墙体结构受力状态等因素,确定了防渗墙的布置及其技术参数。渗漏处理实施后效果良好,为今后类似沥青混凝土心墙坝病害治理提供了借鉴和参考。     

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．     

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。     

华东地区某大坝坝基水质特征及防渗帷幕性状评价

大坝运行后水环境发生剧变,库水中水质特征变化可导致坝基地下侵蚀性的加强,侵蚀大坝及坝基帷幕等结构,使坝基帷幕防渗材料逐渐流失,以致帷幕防渗效果大大降低,从而造成坝基帷幕防渗性能的衰减。因此,需要对运行多年后的大坝防渗帷幕性状评价进行评价。以华东地区某水电站重力坝为例,对坝前、坝体、坝基等点位进行水样采集分析,研究不同点位水样的pH值、水化学成分及胶状析出物等水质特征,详细论证大坝坝基帷幕防渗性状,判定帷幕总体防渗性状完好,局部存在薄弱部位。     

华东地区某大坝坝基水质特征及防渗帷幕性状评价

大坝运行后水环境发生剧变,库水中水质特征变化可导致坝基地下侵蚀性的加强,侵蚀大坝及坝基帷幕等结构,使坝基帷幕防渗材料逐渐流失,以致帷幕防渗效果大大降低,从而造成坝基帷幕防渗性能的衰减。因此,需要对运行多年后的大坝防渗帷幕性状评价进行评价。以华东地区某水电站重力坝为例,对坝前、坝体、坝基等点位进行水样采集分析,研究不同点位水样的pH值、水化学成分及胶状析出物等水质特征,详细论证大坝坝基帷幕防渗性状,判定帷幕总体防渗性状完好,局部存在薄弱部位。