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。     

长河坝水电站特高心墙堆石坝双防渗墙渗流控制特性反演分析

为高效反演模型渗流参数,建立有限元模型,采用多因素敏感性分析法研究了长河坝水电站特高心墙堆石坝坝基渗流控制特性对防渗系统各材料以及表层基岩的渗透系数的敏感性。结果表明：表层基岩和主防渗帷幕的渗透系数对双防渗墙各自阻挡水头比例影响较大,极差分别为0.174和0.125;其余材料渗透系数影响较小,敏感性由强到弱排序为副防渗帷幕、副防渗墙、主防渗墙、砾石土心墙;基于此结果的反演计算值与实测值之间误差不超过5%,满足工程应用要求。     

基于安全监测成果的硗碛土石坝渗流稳定分析

土石坝的渗流稳定对于土石坝的安全运行起着至关重要的作用。根据实测渗流渗压监测成果,运用多种分析方法,研究了硗碛砾石土心墙土石坝的渗流渗压分布特征及发展变化规律。心墙消减水头作用显著,防渗效果良好;河谷防渗墙与两岸防渗帷幕后最高渗压水位与库水位相差90 m以上,水位折减效果明显,坝基防渗体系防渗效果较好;两岸绕坝渗流水位变幅很小,多数测孔长期处于干孔状态,绕坝渗流现象不明显;大坝最大渗流量为19.1 L/s,多年平均渗流量9.44 L/s,远低于设计值,且呈逐年减少趋势。分析成果表明:由心墙、防渗墙、帷幕组成的坝体坝基防渗体系防渗效果良好。     

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。     

长河坝大坝施工期安全监测成果分析

通过对长河坝大坝施工期监测成果进行分析,获得深厚覆盖层上建高堆石坝的监测经验,掌握心墙和堆石体的变形情况和渗流情况。监测结果分析表明,长河坝水电站安全监测设计仪器选型和布置合理,满足有关规范要求;坝体沉降量与坝体填筑过程呈正相关;下游坝坡左右岸水平位移总体呈现向河床中部靠拢趋势,上下游水平位移呈现向下游变形,变形特征符合一般规律;主副防渗墙之间坝基实测水位均低于上游水位,主防渗墙下游侧坝基实测水位均低于上游水位,且水头差在副防渗墙后进一步折减,符合一般规律。     

长河坝深厚覆盖层防渗布置分析

采用渗流有限元方法对长河坝工程大坝及坝基防渗措施进行了计算分析,比较不同主、副防渗墙布置及墙下帷幕深度的防渗布置方案对大坝渗透场分布以及渗透稳定性的影响,为深厚覆盖层上的高土石坝坝基防渗方式选择提供设计参考。     

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。     

土石坝防渗墙深度对透水地基渗流的影响

采用保角变换的方法,推求出无限深透水地基上土石坝垂直防渗墙深度与渗流量的关系:在垂直防渗墙位置一定的条件下,渗流量随着防渗墙深度的加大而逐渐减小,并呈单支双曲线形分布;当防渗墙达到一定深度时,坝基渗流量的变化将越来越小,最后趋近某一恒定的数值,这个数值只与渗透系数和上下游水头差值有关.     

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。     

覆盖层上面板堆石坝地基防渗墙深度探讨

随着大坝建设的发展,越来越多的面板堆石坝建立在覆盖层地基之上,防渗墙成为覆盖层地基中主要采用的防渗措施。由于覆盖层规模巨大,有时不得不采用悬挂式防渗墙。结合工程实例,采用有限元方法,分析不同防渗墙深度下,大坝和地基的水头线、渗流量以及水力坡降等渗流要素,从防渗墙渗流控制效果的角度探讨覆盖层地基中防渗墙的合理深度。结果表明：当覆盖层渗透系数较大时,防渗墙最好截断覆盖层插入基岩才能取得较好的防渗效果,当覆盖层无法被截断时,防渗墙深度取覆盖层深度的0.7倍较为合理。     

土石坝加固工程中缺陷防渗墙渗流特性研究

为了研究不同防渗墙质量缺陷对工程渗流特性的影响,以某实际工程为例,采用饱和-非饱和渗流有限元理论,利用ABAQUS有限元程序对土石坝加固工程中防渗墙墙底沉渣、墙体未入岩、墙体渗透系数过大、墙底开叉这几种缺陷进行二维、三维渗透特性分析,结果表明:墙底沉渣对工程渗流特性的影响不大;防渗墙渗透系数须达到设计值,若进一步降低渗透系数,不但增加施工成本和增大技术难度,而且防渗效果未发生明显变化;墙体未入岩明显增大了坝后渗漏量,改变了坝体原有的渗流形态,原因在于防渗墙无法截断坝基覆盖层处的渗流通道;墙底开叉宽度越大,浸润线高度越高,对工程渗透稳定性影响越大。     

阿尔塔什水利枢纽工程坝体三维渗流有限元计算分析

鉴于阿尔塔什水利枢纽坝址区面临河床覆盖层深厚,砂卵砾石层渗透性强,两岸基岩均有断层带、高地震烈度等诸多设计难点,该工程河床段采用混凝土防渗墙,两岸采用趾板、固结灌浆、帷幕灌浆,坝体采用混凝土面板,并提出相应压实指标,封堵断层带等措施进行防渗堵漏。通过建立三维模型进行渗流计算分析。结果表明:当满足设计要求的渗控标准后,工程防渗系统、坝体、坝基覆盖层及两岸坝肩岩体的孔隙压力、水头分布合理,水头等值线在防渗系统等处较为密集,水流在通过防渗系统后上游水头明显折减;覆盖层及下游出逸点的最大水力比降均小于允许比降;灌浆帷幕伸入两岸长度符合规范要求,坝料分区、断层封堵及坝基处理较为合理。     

黄壁庄水库副坝渗流及防渗墙应力分析

针对黄壁庄水库副坝防渗问题,采用二维非线性土石坝有限元计算程序对其典型剖面进行了有限元计算,重点分析了不同工况下断面的渗流量和防渗墙应力分布.结果表明:对风化严重、渗透系数大于10-4cm/s的基岩必须进行灌浆处理;渗透系数小于等于10-4cm/s的基岩可以不进行灌浆处理;有限元分析时,计算参数的变化对坝体和坝基的渗流及防渗墙应力有较大影响.     

混凝土面板堆石坝渗流特性分析研究

笔者采用渗流分析理论和有限元方法对某混凝土面板堆石坝进行渗流特性计算和敏感性分析。结果表明：大坝渗流压力、总水头、水力梯度和渗流速度计算结果符合一般规律,渗流量计算结果与测量值接近;渗流量对面板和帷幕均较为敏感,坝基渗流压力则受帷幕渗透系数影响显著。该研究成果可为类似工程计算分析提供参考借鉴。     

防渗墙底基岩灌浆工程施工技术及特殊问题处理

<正>黄壁庄水库副坝为均质土坝,坝顶长6907.3m,最大坝高19.2m,1998年的加固处理,包括垂直混凝土防渗墙和高压旋喷、摆喷防渗墙的组合方案,防渗墙入岩深度依基岩风化程度而不同,为避免因成墙后所承受的水力梯度过大,从而造成地质条件不良地段基岩渗透破坏和侵蚀加剧,在已成防渗墙上游1.0m处对部分地段地质条件复杂段的墙底基岩进行灌浆处理,要求对基岩1.0m～13.0m下分段进行灌浆,钻孔深度平均约70m,灌浆完毕,打检查孔以检验灌浆效果。     

重力坝坝体及坝基不同渗透系数对坝基扬压力的影响研究

建立在混凝土为透水材料的基础上,根据不同的防渗类型分别建立无帷幕无排水和有帷幕有排水的两种情况整体渗流分析模型,通过改变坝体和坝基的渗透系数及相对比值,利用有限元法进行稳定渗流分析,研究坝基扬压力的分布及大小,并与现行规范计算值比较。研究表明,考虑渗透系数之后坝基扬压力分布与规范建议值基本一致;在无帷幕、无排水的情况下,坝基扬压力随坝体与坝基岩体的渗透系数比值而变化,并沿建基面出现波动。在有帷幕、有排水的情况下,规范计算扬压力分布较按透水体计算结果偏小;坝基渗透系数越大,所得坝基各点扬压力与规范计算值越接近。     

旭龙水电站坝基及右岸地下厂房防渗排水效果研究

为优化金沙江上游旭龙水电站坝基及右岸地下厂房区渗控布置方案,运用三维有限元渗流模拟方法,分析比较了大坝运行期不同设计方案P1、P2、P3和P4的渗流控制效果。结果表明:在拟定基本方案P1条件下,坝基及地下厂房区围岩内形成明显的地下水降落漏斗,渗流控制效果显著,主帷幕水力比降为17.0;设计方案P2优化了排水孔布置,在基本方案基础上将排水孔间距扩大一倍,计算结果表明帷幕后水压力较基本方案抬升明显,坝基主帷幕水力比降减小为7.6,渗流量略微上升,但增幅不超过3.7%;方案P3减小了帷幕设计深度,结果依然能够达到与方案P1近乎相同的渗控效果;对方案P4帷幕渗透系数敏感性进行分析,计算结果表明帷幕渗透性对区域渗流场影响较大,主帷幕比降为43.3,渗流量减少约20.9%。由于坝址深部岩石渗透性弱,在确保地层完整性较好的条件下可适当简化帷幕布置;排水孔间距为3～6 m布置时,渗透量变化较小;渗流场对帷幕渗透性变化较敏感,应保证防渗帷幕施工质量。该研究成果可为大坝及地下厂房区帷幕、排水设计与施工提供参考。     

基于有限元分析的土石坝防渗加固效果研究

渗流问题是土石坝工程中经常面临的问题，会对水库的正常使用造成严重的影响。为了评价振动射冲成槽防渗墙对大坝的防渗效果，通过有限元模拟计算分析防渗墙各参数对其防渗效果的影响。结果表明，防渗墙所处位置对其防渗效果会造成较大的影响，其位置和坝轴线重合时，最为实用与合理；仅仅提高防渗墙厚度并不能持续增强防渗效果，防渗墙厚度为0.2m时，性价比最高，效果最好；防渗墙防渗性能的优劣受到其渗透系数的直接影响，渗流量随着防渗墙渗透系数的提高而提高，两者表现为线性正相关关系；总水头曲线随着防渗墙墙长的提高而减小，但减小幅度较小；在设计防渗墙入土深度时，防渗墙深度设为伸入渗透系数较小的粉质黏土层，以保证整个坝基和坝体的稳定性和安全性。     

无限深透水地基土石坝坝基防渗体效果研究

通过建立无限深透水地基上土石坝坝基水平和垂直防渗体的数学和物理模型,综合比较了两者的防渗效果和优缺点.结果表明:在同等尺寸的情况下,悬挂式垂直防渗墙在减少渗流量方面的效果大约是水平铺盖的1.5～3.5倍,该倍数关系随着坝前水头和坝基渗透系数发生变化,坝前水头越大坝基渗透系数就越大,垂直防渗墙的防渗效果越明显.通过多方面综合分析认为,在无限深透水地基上土石坝坝基的防渗体应该优先采用水平铺盖防渗体,而且最好采用渗透系数极小的土工膜等新型防渗材料.