某深厚覆盖层上引水式电站防渗系统优化研究

针对某深厚覆盖层上引水式电站首部枢纽工程坝基覆盖层深厚以及设计防渗方案经济成本过高的问题,根据该工程坝址区的地质结构、地形地貌以及防渗系统设计情况,建立了三维渗流分析有限元模型。首先分析了设计防渗方案下的库区渗流场分布特性以及各建筑物的渗漏量和关键部位的渗透稳定性,结果表明设计防渗方案满足工程要求,其次在设计防渗方案的基础上计算分析了改变防渗帷幕深度及左、右岸帷幕灌浆洞长度变化对渗漏量的影响,并根据分析结果对设计防渗方案进行了优化。优化研究结果表明：库区防渗帷幕深度可以缩短至微透水带与弱透水带中线;左、右岸帷幕灌浆洞长度均可缩短10 m左右。优化方案可在库区总渗漏量得到有效控制的基础上适当降低防渗经济成本。     

九甸峡混凝土面板堆石坝挤压边墙施工有限元仿真分析

九甸峡水利枢纽坝址河谷左岸陡峭,局部存在倒坡,右岸发育侵蚀堆积阶地,河床覆盖层最大厚度54~56 m,地形地质条件极为复杂。混凝土面板堆石坝最大高度136.5 m,采用挤压边墙施工方法。采用三维非线性有限元法,对挤压边墙和坝体填筑施工过程进行仿真模拟,分析和比较该坝的应力和变形规律。获得了该坝应力和变形的主要特征值,并分析了挤压边墙施工对面板和堆石体应力和变形的影响,指出挤压边墙施工可以改善面板的应力和变形,其设计施工方案是合理的。所得结论可供类似工程参考。     

复合土工膜缺陷渗漏试验的饱和－非饱和渗流有限元模拟研究

介绍了复合土工膜缺陷渗漏量室内物理模型试验以及缺陷渗漏量的经验拟合公式等成果。应用非稳定饱和－非饱和渗流理论和Galerkin有限元法，建立了该试验的三维有限元数值计算模型，对试验工况进行数值模拟。根据物理模型试验试样的轴对称性，选取中心角10度的试样建立精细三维有限元模型，详细模拟了室内试验条件下不同压力水头作用的渗漏在砂土试样中不断发展的过程，并计算了稳定渗漏量。分析比较了数值模型计算成果与物理模型试验结果，两者变化规律一致。可见提出的数值模拟方法可以较好地模拟复合土工膜缺陷渗流场，计算缺陷渗漏量。     

基于强度折减动力分析法的岩体边坡稳定性分析

针对在强度折减动力分析法中折减系数与关键点位移关系曲线拐点不易判断的问题,采用强度折减法将边坡岩土体的内聚力、内摩擦角、抗拉强度折减后,利用数值分析软件进行静动力计算,以边坡潜在滑动体关键点位移时程曲线和折减系数与关键点位移关系曲线判断出折减系数的范围,通过分析绘制在同一坐标系下不同折减系数时潜在滑动体关键点位移时程曲线的变化趋势,较为准确地确定拐点及其相应的稳定安全系数,并以浩口水电站厂房后缘边坡为例,通过对其进行动力稳定性分析,验证了所提方法的可行性和合理性。     

模拟土工织物反滤作用的颗粒流分析方法

利用颗粒流（PFC）方法建立了土工织物PFC反滤模型,从细观层面分析了具有土工织物反滤结构的土体中水流挟持颗粒移动的特点及影响因素,探讨了PFC方法应用中引发的误差问题,并提出了解决方案。通过正交试验法分析了多因素影响下土工织物颗粒流反滤模型的孔隙率变化敏感性,进一步验证了土工织物淤堵试验中出现的渗透系数“峰值”现象及其产生的原因。     

裂隙岩体水力劈裂临界水压力试验研究

许多水工建筑物建于基岩上,天然岩体大多存在节理裂隙,在高水压力作用下易发生水力劈裂破坏。为研究裂隙岩体的水力劈裂特性,以水泥砂浆代替岩石、制作预制裂缝试样,研制了高压水密封装置和水压力加载系统,开展了不同缝长和缝宽的砂浆试件水力劈裂试验研究,测定了预制裂缝起裂临界水压力、水力劈裂临界水压力,分析了两者关系,提出了预测表达式。试验结果表明,试件水力劈裂临界水压力为0.441~1.542 MPa,相同条件下,试件水力劈裂临界水压力与初始缝长及缝宽呈负相关关系;预制裂缝起裂临界水压力与水力劈裂临界水压力比值为61.57%~64.17%,与预制裂缝初始缝长和缝宽无关。应用应力强度因子计算公式,综合试验结果,分析得到了考虑预制裂缝宽度影响的裂缝起裂临界水压力和试件水力劈裂临界水压力的计算表达式。     

深埋水工隧洞衬砌渗透压力控制措施研究

我国西部高山峡谷地区水电站工程地下水位高, 深埋水工隧洞衬砌外水压力大, 防渗排水措施要求高。为减小作用于衬砌上的外水压力, 提高衬砌结构的安全性和经济性, 同时减小排水对地下环境的影响, 需要采取合理的围岩防渗排水措施。结合某在建水电站工程, 拟采用固结灌浆、排水孔等防渗排水措施, 建立泄洪洞的三维有限元模型, 精细模拟固结灌浆和排水孔作用, 研究不同方案下隧洞围岩浸润面变化和衬砌所受渗透压力分布规律。结果表明:泄洪洞深部固结灌浆可大幅减少围岩地下水内渗, 有效降低对地下水位的影响, 有利于生态环境保护;排水孔的排水降压作用显著, 可有效减小衬砌所受外水压力。若需兼顾考虑地下水环境影响及有效减小衬砌所受外水压力时, 可采用深固结灌浆联合浅排水孔的处理方案, 且建议固结灌浆范围为5~8 m, 排水孔深度1~2 m。     

大坝安全监控预报中的粒子群模糊聚类算法

将粒子群算法与模糊聚类算法相集成,建立粒子群模糊聚类算法并将其应用于大坝安全监控预报.通过粒子编码形式的确定,将模糊分类矩阵作为粒子.该算法具备粒子群算法的全局和局部搜索能力,充分利用正反馈信息,通过优化迭代计算,确定模糊分类矩阵.通过工程算例表明,该算法的模糊聚类效果与模糊聚类算法相比较优,可用于大坝安全监控预报.     

碾压混凝土拱坝徐变度反演分析方法

徐变对混凝土坝的应力、应变影响较大 ,文章针对沙牌碾压混凝土拱坝埋有正、倒垂线及一定数量应力应变计的特点 ,提出一种反演沙牌坝体碾压混凝土徐变度的方法 ,并研制了相应的计算程序。     

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.