不同水位骤降速度下的混合堤防边坡稳定性分析

黑龙江流域广泛存在由砂土和黏性土混合填筑而成的混合堤防。本文以典型混合堤防为研究对象,通过数值计算的方法研究洪水浸泡下不同水位骤降速度下混合堤防边坡的渗流稳定性和抗滑稳定性。研究表明:水位骤降对迎水边坡的渗流稳定性和抗滑稳定性均不利。边坡抗滑稳定性系数先快速下降到最小值后缓慢增大。不同降速下,降速越大,堤防边坡稳定性越差。降速由0.05cm/s增大到0.10cm/s时抗滑稳定性系数降低较大,而降速达到0.15cm/s时降速对边坡稳定性影响较小。该研究为由堤防溃堤而引起的水位骤降对其他堤防段边坡稳定性带来的影响提供了参考。     

库水位下降速率对土石坝稳定性分析研究

库水位下降过程中,坝体黏性土对水份的吸力作用使得黏性土体内的水份不能及时消散,造成黏性坝体内水位高于库内水位,所发生现象对坝坡渗流、稳定与应力均产生较大影响.以大禾田水库为例,基于饱和-非饱和渗流理论,采用二维有限单元方法,分析库水位下降后的渗流稳定、应力及水压荷载作用下位移变形,分析库水位下降速率对土石坝稳定性的影响,研究结果对水库调度运行管理有一定的指导作用.     

某水库水位下降过程前后坝坡稳定性分析

库水位下降过程中,坝体黏性土对水份的吸力作用,使得黏性土体内的水份不能及时消散,造成黏性坝体内水位高于库内水位,所发生现象对坝坡渗流、稳定与应力均产生较大影响。以某水库工程为例,分析在库水位下降前和下降过程后的渗流稳定、应力及水压荷载下应力变形。以期研究结果能对土石坝水库调度运行管理起一定的指导作用。     

堤防工程管涌险情抢护措施

在堤防遇到汛期高水位时,堤防背水侧坡脚附近,会发生翻砂鼓水现象。原因分为两种情况:一种是在渗流作用下无黏性土体中的细小颗粒通过粗大颗粒骨架的空隙发生移动或被带出,致使土层中形成孔道而产生集中涌水现象,称管涌(又称泡泉等);另一种是在渗流作用下,黏性土或无黏性土体中某一范围内的颗粒同时随水流发生移动的现象,称流土。习惯上将这两种渗流破坏统称为管涌险情。     

基于水力模型试验的堤防工程安全运营分析研究

为研究某防洪枢纽工程堤防大坝安全运营稳定性,设计水力模型试验并开展研究,获得了堤防边坡在水位变化过程中安全稳定状态及堤防模型渗流场特征。(1)研究了高水位蓄能浸泡下堤防边坡地形沉降变形特征,多砂断面相比全砂断面沉降变形较小,最大降低幅度为0.6%。(2)水位骤降期,多砂断面堤防地形沉降有沉降、有凸起,而全砂断面均为沉降变形。(3)分析了堤防孔隙水压力受测管距迎水坡的距离以及测压管埋深位置影响特性,水位愈大,相同位置处测管孔隙水压力愈大,且全砂断面堤防孔隙水压力分布受埋深距离影响较小。(4)堤防内土压力为先增至稳定后减小,水位56.5 m下最大土压力可达7.03 kPa,水位愈高,土压力变化幅度愈大,但其土压力回落期相对较滞后。研究结果可为物理模型试验理论在水利工程中应用研究提供参考。     

水位降落期堤防上游边坡抗滑稳定初步研究

本文通过建立抗滑稳定力学模型分析比较,首次提出堤防水位下降时堤防的最危险滑裂面不断向上游侧偏移。通过抗滑稳定成果对比,提出堤防临水侧边坡在水位降落初期抗滑稳定较弱。同时阐述了水位下降时最危险滑裂面的变化规律,为管理部门对堤防合理运用提供依据,也为进一步研究堤防临水面水位下降期边坡抗滑稳定提供依据。     

不同水位下降速度下的砂性土堤边坡稳定性研究

高水位骤降、快降时产生的非稳定渗流对堤防边坡的稳定性影响较大,导致堤防破坏。本文通过室内物理模型试验,利用高精度传感器、地形测量系统观测堤防内部渗流场自由面、孔隙水压力、坡面地形变化,分析堤防边坡稳定性。研究表明:在水位骤降和快降情况下堤防边坡内孔隙水压力消散速率滞后于坡外水位的降落速度,产生指向坡外的渗流,影响边坡稳定;水位下降速度越快,堤防沉降变形越大,边坡稳定性越差。     

水位上升对燕云重力坝坝基稳定性影响研究

为了研究水位变化对重力坝坝基稳定性的影响,以拟建燕云电站重力坝为例,采用有限元软件PLAXIS计算了坝体在水位上升过程中的抗滑稳定,重点研究了重力坝坝基破坏模式、抗滑稳定系数、塑性破坏区、渗流场以及防渗帷幕受力的变化情况。结果表明:水位上升对重力坝坝基破坏模式影响显著,水位较低时为浅层滑动,水位升高后为表层滑动;水位上升将导致坝基抗滑稳定系数减小,坝基塑性破坏范围增大,在坝踵处集中分布;防渗墙底部渗流速度最大,两侧剪应力主要分布在墙体中部与岩层交界处。研究成果对工程的顺利开展有一定指导意义。     

燕云水电站重力坝坝基渗透稳定影响分析

以拟建燕云水电站重力坝为例,采用有限元法计算了坝基在水位下降过程中的应力应变特性,研究了在水位下降过程中坝基破坏模式、抗滑稳定系数、渗流场和坝基垂直有效应力分布等4个方面的变化趋势。结果表明:上游水位下降对该重力坝坝基破坏模式影响显著,上游水位较高时为表层滑动,死水位时为浅层滑动;水位下降还将导致重力坝抗滑稳定系数增大,坝基最大渗流速度和渗漏量也逐渐降低,坝基防渗墙底部最大垂直有效应力逐渐增大,坝趾垂直有效应力则逐渐减小,坝踵应力水平均较低,不存在受拉现象,满足规范要求。研究成果对工程建设的顺利开展有一定指导意义。     

水位下降对复杂地基重力坝深层抗滑稳定分析--以武都水库重力坝19＃坝段为例

武都重力坝基岩地质构造复杂,对坝体深层抗滑稳定极为不利。为了研究水位下降对武都重力坝抗滑稳定性的影响,以武都水库重力坝19＃坝段为例,采用有限元法计算了坝体在库水位下降过程中的应力应变特性,重点研究坝基塑性破坏区的发展规律、坝体位移变化趋势以及坝体抗滑稳定性。结果表明：坝基塑性区主要分布在断层10f2两侧,随着上游水位的降低,塑性区的分布范围逐渐减小,重力坝和坝基发生逆时针方向的倾倒变形,坝顶最为明显;上游水位降低导致扬压力减小,坝体抗滑稳定系数增大,在死水位时稳定系数最大为3．0。说明随着库水位下降,重力坝抗滑稳定安全系数将逐渐增大。     

高水位骤降作用下堤防边坡稳定性研究

高水位骤降时堤防易产生非稳定渗流,导致堤防边坡不稳定。本文通过开展堤防边坡稳定性物理模型试验,利用水位控制系统实现坡外水位的骤降,测试水位骤降过程中孔隙水压力、坡面地形变化,结合渗流稳定数值分析对堤防边坡稳定性进行研究。结果表明:水位骤降时,堤防边坡稳定性系数逐渐减小,堤防内部产生向坡外的渗流是边坡失稳的重要原因。     

渗流应力耦合及库水位变动下中小型均质土石坝坝坡稳定分析

为研究库水位变动对中小型均质土石坝坝坡稳定性的影响机理和规律,根据非饱和渗流原理及刚体极限平衡理论的简化毕肖普法,对均质土石坝在渗流应力耦合状态及水位骤升和骤降工况下坝体渗流和上下游坝坡稳定性情况进行有限元模拟。结果表明:考虑渗流应力耦合作用影响,库水位骤升时,上游坝坡安全系数先以较快速度增大后缓慢增大最后稳定不变,下游坝坡安全系数先下降后缓慢上升较小幅度,最终趋于稳定;库水位骤降时,上游坝坡安全系数先以较快速度减小后缓慢减小最后趋于不变,下游坝坡安全系数先不断增大后缓慢减小较小幅度,最终趋于稳定;水位骤升骤降的过程中,坝体上下游坝坡的安全系数均大于规范规定的最小安全系数,其抗滑稳定满足规范要求。该研究成果为中小型土石坝风险评估及后期水库大坝采取除险加固措施提供了参考。     

砂性土堤防渗流分析及防渗措施研究

渗流分析与控制对堤防安全起着至关重要的作用。本文结合虎渡溪枢纽工程,针对砂性土堤防,建立三维有限元模型,对堤防渗流场进行数值模拟计算;选取典型剖面,分析不同防渗措施下的渗流场、单宽渗流量,研究防渗措施的可行性和合理性,为工程设计和安全运行提供依据。     

洪湖分蓄洪区软土地基堤防滑坡治理

洪湖分蓄洪区堤防部分堤段位于淤泥或淤泥质粘土地基,在堤防达标加固(加高培厚)过程中和较高挡水位条件下,一些堤段发生严重滑坡,传统的固坡措施难以奏效.通过滑坡原因分析和滑坡稳定性计算,建议采用塑料排水板来促进排水固结和在新增填土层的中下部铺设土工织物加筋,以增强堤坡抗滑稳定性.实例计算分析表明,所提出的土工合成材料固坡措施,能有效防止堤防边坡滑动.     

河堤内非稳定渗流的实测与分析

在长期洪水渗透的作用下，堤防内的浸润线上升并到达背水坡脚，这会引起堤防内的孔隙水压力上升和非饱和状态土的强度下降，经常由此而导致堤防发生塌陷和滑动破坏。本文通过原尺寸堤防的洪水渗透试验对堤防内洪水渗透的过程和特征进行了观测，并通过对大型河堤长期洪水渗透试验的饱和-非饱和渗流的有限元解析，研究了洪水渗透的过程和特征，分析了各种条件对河堤内渗流的影响。     

库岸边坡渗流及稳定性分析

库岸边坡常因受到库水位周期性波动的作用而失稳。传统的饱和土渗流及稳定分析方法无法正确描述水位升降过程中岸坡内孔压场的动态变化及其对岸坡安全系数的影响规律。本文从非饱和土的渗流和抗剪强度理论出发，分析了水位升降时土质岸坡的渗流规律及其稳定性的变化规律。通过选取典型的土性参数，对黏土、粉土和均质砂岸坡进行饱和-非饱和渗流分析，得到水位升降过程中岸坡内孔隙水压力场，再引入极限平衡方法，考虑基质吸力对非饱和土抗剪强度及岸坡安全系数的贡献，进行岸坡稳定性分析。分析表明，土体的饱和渗透系数和土水特征曲线共同决定了水位升降时岸坡内孔隙水压力的大小及分布，水位升降情况下岸坡安全系数的变化规律也与岸坡土体的渗透特性有关。     

基于Autobank的某黏土心墙坝渗流稳定分析

基于Autobank水工设计软件,采用有限元计算方法,对广东地区某黏土心墙坝的渗流和坝坡稳定性情况进行实例研究.选择正常蓄水位、设计洪水位等多种工况作为试验对象,对黏土心墙坝进行渗流及坝坡稳定性计算分析.分析结果显示,该大坝黏土心墙加防渗墙加帷幕灌浆的防渗体系在各工况下大坝均不会发生渗透破坏和坝坡失稳现象;库水位的上升,对坝坡单宽渗流量和抗滑稳定有一定影响,对出逸点水力坡降影响不大;库水位骤降工况下,迎水坡形成的反向渗流场对坝坡的渗透变形及抗滑稳定均有不利影响.     

湖北省青山水库大坝渗流及稳定计算

本文对青山水库主、副坝断面进行了有限元渗流计算及下游坝坡抗滑稳定计算，计算结果显示：由于青山水库各坝心墙很薄，所以心墙处渗透坡降很大，可能发生渗透破坏；各坝坝壳与排水体交界位置的渗透坡降较大，存在渗流安全隐患；由于坝体及坝基的渗透性较大，渗漏问题比较突出；由于渗流的作用，当水库水位较高时，下游坝坡的最小抗滑稳定安全系数随水库水位的上升而下降较快，由此导致下游坝坡在水位较高时不能满足抗滑稳定要求。通过对青山水库大坝的渗流分析可知，对于薄心墙土坝，在心墙的下游侧渗透坡降很大，如不采取有效的反滤处理措施，则容易发生渗透破坏，该问题应该引起足够的重视。对青山水库大坝的抗滑稳定分析则揭示出渗流对于土坝下游坝坡的抗滑稳定影响很大，对任何土坝坝坡进行抗滑稳定分析时必须考虑渗流的影响。计算结果为青山水库主、副坝的工程处理提供了依据，也为其它土坝的渗流及稳定安全分析提供了可供借鉴的资料。     

水位骤变下土石坝非稳定渗流及稳定分析

以库水位骤变全过程为分析工况,基于非稳定渗流理论,考虑渗透系数与基质吸力之间的非线性关系,研究了典型土石坝工程的非稳定渗流场变化规律和渗透稳定性,并对坝坡瞬态抗滑稳定系数进行了计算。结果表明:水位骤变过程中,坝体处于非稳定渗流状态,浸润线呈突起弯曲状并不断变化,且水位变化速率越快,弯曲越明显;水位骤升阶段,非稳定渗流场等势线整体向上游偏移,对应大坝典型部位的渗透坡降明显大于该水位时稳定渗流场的,且水位上升速率越大,渗透坡降越大,超过允许渗透坡降时可能发生渗透破坏;上游坝坡在非稳定渗流阶段的瞬态稳定安全系数变化较大,水位升高对其稳定有利,水位骤降超静孔隙水压力来不及消散,形成反向渗流,坝坡稳定性降低明显,且水位下降速率越大,稳定性越低。     

库水升降作用下三峡库区三门洞滑坡变形响应特征

三峡库区三门洞滑坡自设立专业监测设施以来,一直发生持续蠕滑变形。通过野外调查、GPS监测数据分析,并运用Geo-studio有限元软件对滑坡进行渗流场模拟,分析了库水位不同升降速率下滑坡的稳定性。研究结果表明:①库水位上升时,滑坡的稳定性呈上凸型,表现为先上升后下降;当滑坡以1.6 m/d的速率上升时,滑坡稳定性最大。②库水位下降时,滑坡的稳定性呈下凹型,表现为先下降后上升;不同降速下的稳定性极值不同,但最终的稳定性基本保持一致。③三门洞滑坡作为典型的堆积体滑坡,库水位的升降是导致滑坡发生变形的主要因素,目前一直处于蠕滑变形状态,但不会发生整体性破坏。