库水位升降作用下锦屏一级水电站左岸边坡地下水渗流特征研究

为了研究锦屏一级水电站蓄水过程中库水位变化对边坡地下水渗流特征的影响,将左岸边坡构建精细的地质模型,并以饱和—非饱和渗流理论为基础,应用Geostudio Seep/W分别对5个库水位升降工况进行数值计算。结果表明:当库水位上升时,地下水渗流方向会由指向坡外变为指向坡内,而坡表的孔隙水压力首先增大,浸润线呈现出上凹的特征。当库水位下降时,地下水渗流方向会由指向坡内变为指向坡外,坡表的孔隙水压力快速减小,浸润线呈现出下凹的特征。而无论是库水位下降还是上升,岸坡内的渗流场变化始终会滞后于库水位的变化。产生这种滞后现象的原因与库水位升降速率和坡体渗透系数的大小有关。当渗透系数小于升降速率时,渗流场的动态变化就会产生滞后现象,并且库水位升降速率越快这种滞后现象越明显。     

黄河某水电站溢洪道边坡渗流场模拟分析

某水库蓄水后,水位抬升约76 m。针对水库溢洪道边坡渗流场的三维特征,运用MODFLOW对水电站蓄水前、蓄水后以及库水位骤降后的地下水渗流场特征变化进行三维模型模拟研究。结果表明:蓄水前,地下水对岸坡稳定性影响较小;蓄水后库区水位抬升产生很大的静水压力,模拟区水位整体抬升,坡体前缘部分浸入水库,诸多因素增大了坡体自身的不稳定性;泄洪后水位骤降,地下水渗流方向突然改变,可能对进口部位的边坡变形产生一定程度的影响。     

水位升降与水下冲刷作用下边坡破坏试验研究

库岸边坡失稳与破坏往往造成严重的人员伤亡与巨大的经济损失,导致边坡失稳与破坏的因素多种多样。通过开展4种不同含砂量的下蜀黏土均质边坡失稳滑塌破坏室内模型试验,分析了水位升降与水下冲刷侵蚀对边坡失稳滑塌破坏产生的影响,进行了4种不同含砂量的下蜀黏土试样水下崩解试验。结果表明:边坡自身土体成分构成对边坡的稳定性有重要影响。在水位升降与水下冲刷作用下,纯下蜀土均质边坡稳定性最好,边坡土体含砂量越大,边坡抵抗水位升降与水下冲刷的能力越弱,边坡失稳滑塌破坏的时间越短;水位升降与水下冲刷对边坡稳定性的影响随边坡土体含砂量的不同存在很大差异,随着边坡土体含砂量的增大,水下冲刷作用对边坡失稳滑塌破坏的影响越来越小,水位升降作用对边坡失稳滑塌破坏的影响越来越大。不同含砂量试样在水中的崩解情况区别很大,含砂量小的下蜀土试样在水中的崩解较慢,随着土体含砂量的增大,试样崩解速度越来越快。     

库水位升降作用下铅厂沟滑坡稳定性研究

以云南观音岩水电站右岸铅厂沟滑坡为例,在现场地质调查的基础上,通过室内试验和反演的方法确定滑坡岩土体物理力学参数,运用Geo－Studio计算滑坡体在不同工况下的安全系数。结果表明,在原河床水位下,铅厂沟滑坡体稳定性较好。水库蓄水后,随着库水位升高,铅厂沟滑坡体稳定性会降低。当库水位骤降时,坡体稳定性亦会略微下降。若遇暴雨或地震等恶劣状况,坡体稳定性会大幅度降低。对此提出了削坡减载的治理措施,并对治理后的边坡进行稳定性分析。结果表明,经削坡治理后,坡体稳定性有较大提高,满足相应的安全储备要求。     

水位升降速度及降雨对膨胀岩边坡稳定性的影响

为研究水对膨胀岩边坡失稳的影响,以南水北调中线工程河南安阳第一施工标段渠坡为工程实例,利用GEO-SLOPE软件中的seep/w模块和slope/w模块,研究在蓄水条件下,不同水位升降速度及降雨对膨胀岩边坡渗流场和稳定性的影响。结果表明：水位变化速度对膨胀岩边坡的渗流场有较大影响,较大水位上升速度对膨胀岩边坡稳定性有利,但过快的水位下降速度不利于膨胀岩边坡的稳定性,降雨会显著降低膨胀岩边坡的稳定性。     

库水位升降与降雨条件下滑坡的渗流及稳定性分析

地下水对库岸边坡的稳定性影响重大,以库区某滑坡为例,通过对滑坡的变形特征和专业监测数据分析,结合三峡库区库水位调度方案及降雨条件,依据非饱和土渗流理论和极限平衡理论,运用有限元分析软件Geo-Studio,对该滑坡设置了8种工况,分析其在145~175 m库水位波动及降雨条件下的渗流及稳定性。计算结果表明滑坡体内地下水位随库水位升降而升降,降雨对滑体后部地下水位有一定影响;滑坡稳定性在库水位上升时减小,且上升速率越大,稳定性系数越小;库水位下降,稳定性系数先减小后增大;降雨条件下,稳定性系数有所减小。所得结果可为库岸边坡的稳定性分析提供一定参考。     

水位升降对荆江高滩岸坡渗流场影响分析

为了进一步分析长江荆江中州子河段高滩岸坡稳定性,考虑该河段水位变化特点,以饱和-非饱和渗流理论为基础,应用 Geo-studio软件seep/w渗流分析模块,对该河段二元土体结构高滩岸坡进行了渗流场模拟。结果表明：江内水位上升初期及下降期间,岸坡渗流以指向江内为主,且渗流方向随着水位升降而变化;当水位升降速度小于土体渗透系数时,土层内浸润线基本与江水位同步变化,反之则浸润线明显滞后于江水位变化,且水位降速越大,地下水位坡降越大,不利于岸坡稳定;水位上升时,岸坡内最大孔隙水压值增大,负孔隙水压区（非饱和区）减少,反之则最大孔隙水压值减少,负孔隙水压区增加。     

水库水位升降对边坡稳定性影响分析

为研究水库水位升降对水库边坡的稳定性影响,基于ABAQUS有限元软件并结合相关工程,模拟不同水位升降工况对水库边坡的孔隙水压力和安全系数的影响.结果表明,孔隙水压力会随着水库水位的下降而下降.对于顶部观察点来说,水位下降的速度对孔压变化的影响差别不大;对于中部观察点和底部观察点来说,水位下降得越快,孔压也就下降得越快....     

降雨作用下不同库水位升降速率对某滑坡稳定性的影响

实践表明,水库蓄水后库水位涨落对边坡稳定性有显著影响。三峡水库运行期的库水位周期性升降,有2种不同的消落方式:第1种是汛前大幅度缓慢消落方式,水库水位从175.0 m缓慢下降至145.0 m,平均下降速度为0.2 m/d,第2种是汛期消落方式,水库水位从162.0 m快速下降至145.0 m,平均消落速度为1.2~2.0 m/d。以三峡库区秭归县某滑坡为研究对象,利用有限元计算软件,取不同库水位升降速率(以最危险工况下的库水位下降速率2.0 m/d为初始值逐渐增加)进行滑坡渗流计算,获得不同库水位升降速率下的地下水位,采用Morgenstern-Prince法,考虑库水位升降速率变化引起的地下水位变化,计算获得滑坡在不同条件下的稳定系数,并得到不同库水升降速率下滑坡稳定系数变化图。研究表明,随着库水下降速率的增大,滑坡的稳定系数逐渐减小,且在速率变化的初期阶段,稳定系数出现明显的陡降。     

不同库水位升降速度对大坝边坡稳定性的影响研究

为了提高水库的安全管理水平,以极限平衡为理论基础,使用GEO-SLOPE软件中的SEEP/W模块和SLOPE/W模块,分别计算了某水电站水库右岸边坡土体在不同水位升降速度情况下边坡稳定安全系数的变化规律。结果显示:在正常蓄水状态下,边坡稳定安全系数曲线变化趋势是先降低,然后升高,随后曲线趋于稳定。水位上升速率越快,边坡土体稳定安全系数越高,边坡越趋于稳定。但当蓄水速度超过一定数值时,边坡稳定性会降低。当库水位降低时,边坡稳定安全系数先降低,到达极小值之后再平稳上升。因此,为了保证大坝边坡的稳定,在建设水库中,水库在蓄水和排水过程要随时监测边坡内部的结构面状况;在水库运行调度中,应合理控制水位升降的速度。     

水位波动作用下软土的变形强度特性研究

在我国沿海地区,过量抽取利用地下水引发了明显的地面沉降,限制开采量、人工回灌地下水对减轻地面沉降具有显著效果。开采与回灌地下水促成了地下水位的大幅波动,使得沿海地区广泛分布的软土层发生了明显的沉降与回弹变形。为了研究软土在水位波动作用下的变形和强度特性,利用沉降柱试验装置模拟地下水位波动,对不同水位波动次数作用后的软土试样进行了高压固结试验、直剪试验和三轴试验,研究了水位波动次数对软土变形性状的影响,给出了用初始强度指标和含水量表示的、不同水位波动次数作用后的软土残余强度表达式。试验结果表明:随着水位波动次数的增加,软土的变形特性增强而强度特性降低,黏聚力和内摩擦角随波动次数的增加呈近似线性降低;相同水位波动次数下软土试样的强度指标随含水量的增加呈明显下降趋势。研究成果对于探索城市地下水位波动对地面沉降和承载力变化的作用机理,提高科学决策水平及减轻环境地质灾害有着重要实际意义和应用价值。     

再生水滴灌作物生育期内土壤中氮素 动态变化规律研究

采用大田试验方法,以地下水滴灌为对照,分析研究了再生水滴灌条件下土壤中氮素随作物生育期的动态变化规律。结果表明：再生水滴灌条件下,表层土壤中NH+4-N浓度的峰值变化情况为：再生水滴灌>50%再生水滴灌>地下水滴灌。NH+4-N在0~40 cm处浓度较高,40 cm以下深度处,NH+4-N积累量极少。在整个生育期内,NO-3-N在土壤中呈逐渐增加的趋势,但增加幅度不明显。     

综合考虑渗流滞后效应和库水位变化速率影响的 大坝渗流统计模型

以某大坝渗流量分析评价为例,通过引入库水位变化速率这一渗流影响因子,在对库水位变化速率及其对大坝渗流影响进行分析的基础上,研究了综合考虑渗流滞后效应和库水位变化速率影响的大坝渗流统计模型构建原理和方法,并通过与传统统计模型的对比分析,验证了文中方法的可行性和有效性     

库水位升降联合降雨作用下白家包滑坡稳定性评价

库水位升降和降雨通过改变三峡库区库岸滑坡岩土体的抗剪强度和应力状态,影响库岸滑坡的稳定性。为探讨白家包滑坡在库水位升降和降雨联合作用下的稳定性变化特征,本文首先根据GPS监测数据定性分析白家包滑坡变形规律,再采用Geo-studio软件计算4种工况下滑坡的稳定性系数,最后采用R/S分析法计算各GPS监测点累积位移的Hurst指数,并将Hurst指数值与Geo-studio数值模拟结果进行对比分析。结果表明：白家包滑坡累积位移曲线呈“阶跃状”特征;滑坡稳定性受库水位升降和降雨的综合影响,库水位下降时稳定性系数减小,上升时稳定性系数增大,降雨也能在一定程度上降低滑坡稳定性;175~145 m加降雨工况下滑坡最小稳定性系数为1.034,处于欠稳定状态;各监测点Hurst指数均介于0.5~1之间,表明未来滑坡变形将持续加剧,与滑坡变形定性分析及稳定性数值模拟结果一致。     

对库水位高变幅条件下升鱼闸的结构优化及改进

我国部分水库水位变幅达到或超过15m,如此高的水位变幅给鱼道出口的设计带来巨大的困难。以船闸通航原理运行的升鱼闸结构虽然水流条件相对简单,能够较好的衔接库水位变幅,但由于升鱼闸金属结构相对复杂,投资偏高,其运行可靠度也存在一定的问题,故应用并不广泛。鉴于这种现状,文中提出以旋转作为工作自由度的驱鱼格栅以替代常用的水平运动的驱鱼格栅。其主要传动装置均布置于最高水位以上的干燥区,既保证驱鱼格栅的稳定运行,又避免将部分传动装置布置在水下而导致水下传动装置存在容易受淤积物损坏、不易检修等问题。同时在升鱼闸出口布置浮动式拦污浮箱,在不影响鱼群洄游的前提下,进一步降低对驱鱼格栅等设备的清淤频率。通过对升鱼闸的优化及改进,全面提高运行可靠性以及维护的便利性。     

雨水入渗作用下非饱和土边坡的稳定性分析

基于非饱和土理论，针对南水北调中线工程河南段某一黄土高边坡，利用有限元方法和极限平衡理论研究了雨水入渗作用下土体的渗透性、抗剪强度及坡顶垂直裂缝对边坡稳定性的影响。分析表明，在雨水渗作用下，边坡土体的渗透性对边坡稳定性的影响较大。在降雨强度和降雨持续时间都相同的条件下，边坡的稳定安全系数随土体渗透系数的增大而减小。当边坡坡顶存在垂直裂缝时，在无雨水入渗的情况下，边坡的稳定安全系数随裂缝开展深度的增加变化并不明显，大约在10％左右；在雨水入渗下，边坡稳定安全系数随坡顶裂缝的发展明显下降。在分析非饱和土边坡的稳定性时，应该考虑基质吸力对抗剪强度的贡献。     

积水动边界条件下滴灌土壤水分入渗研究(Ⅱ)——数值模拟改进

针对CHAIN_IR模型无法处理积水动边界条件的缺陷,对CHAIN_IR模型进行了有针对性地修改。通过对比室内试验实测数据与数值模拟结果,结果表明对CHAIN_IR模型的修改是成功有效的。模型应用表明:积水动边界条件下,滴头流量增大会导致积水范围的不显著增大,但会引起水分沿垂向分布相对较多;同一滴头流量时,随着灌水历时的增加,积水范围也会不显著增大,但会使含水率高的区域主要沿水平方向分布。     

库水波动下堆积层滑坡稳定性研究

堆积层滑坡是三峡库区中最常见的地质灾害类型。库水位的不同变化速率对滑坡稳定性影响显著。以三峡库区凉水井滑坡为例,分析了±0.2、±0.4、±0.6、±0.8、±1.0、±1.2、±1.4、±1.6、±1.8和±2.0 m/d 10种速率下,0.01、0.1、1和10 m/d 4种不同饱和渗透系数的堆积层滑坡在库水上升和下降过程中的稳定性变化规律。在此基础上提出了针对堆积层滑坡的三峡库区水位调度风险等级划分方案,认为库水位升降速率小于0.6 m/d为低风险,在0.6 m/d与0.8 m/d之间为中风险,大于0.8 m/d为高风险。利用实际库水位变动获得的安全系数曲线结合地质灾害等级划分方法,直观地显示了凉水井滑坡长期风险过程。研究结果对于滑坡的监测预警和水库调度具有一定的应用价值。     

不同库水消落方式下动水压力型滑坡变形与稳定性响应研究

水库滑坡灾害是大型水库运行调度工作中备受关注的问题.为了科学指导汛期水库运行调度中的滑坡灾害风险防控,基于库水动力作用效应及类型分析,通过大型离心模型试验和数值模拟研究了库水下降诱发滑坡变形破坏机理,重点分析了库水持续性下降、不同间歇期下降、相同间歇期多阶段下降三种消落方式下的滑坡稳定性响应规律.研究表明:在库水下降末...