白鹤滩大坝三维渗流场仿真与渗控效果评价

根据白鹤滩大坝工程及水文地质条件、渗控设计方案,建立了大型三维渗流仿真有限元模型,采用稳定渗流理论和排水孔精细化模拟方法,开展正常运行工况大坝渗流场仿真计算,研究大坝自由面、总水头、渗透坡降和渗漏量等渗流场分布特征,分析结构面的渗透稳定性。结果表明:坝基防渗帷幕能够有效阻隔库水从上游向下游的渗漏,有效截断可能存在的渗漏通道。排水孔幕能够有效降低周边自由面,排出坝基以及两岸坝肩处的渗漏水。层间错动带、断层与防渗帷幕和排水孔幕相交处出现较大渗透坡降,其余部位渗透坡降较小。渗控设计方案能够有效控制渗流场,防渗排水设施设计合理。     

水电站地下厂房渗控效应的敏感性分析

地下厂房多位于降雨形成的天然水位线以下,渗漏成为主要问题,不仅影响厂房的正常运行,还可能对厂房的安全造成极大的危害。文章采用有限元数值模拟方法,开展了地下厂房在不同防渗帷幕和排水系统组合失效工况下渗控效应的敏感性分析;通过多工况的计算,详细评价了水电站厂区防渗排水措施的渗控效果,从而为工程建设提供合理依据。计算结果表明:防渗帷幕能够有效减小渗流量、降低厂房区的自由面,排水系统排水减压效果明显,采取渗流控制措施后厂房洞室渗流场得到了很好的控制。     

地下厂房围岩渗控效应精细模拟与评价

我国西南地区河谷深切,坝址区地貌及地质条件复杂,地下厂房的位置往往离库区较近,水库蓄水后,地下厂房围岩渗流特性将成为影响工程安全和正常运行的重要因素之一.为减小厂区渗漏并改善厂房围岩的渗透稳定性,工程设计采取防渗帷幕、排水孔幕和排水廊道等渗流控制措施.采用子结构、变分不等式和自适应罚函数相结合的方法(简称SVA方法),开展了牙根二级水电站厂区整体三维渗流场分析,评价了厂区围岩渗流控制方案的合理性,并论证其优化的可能性.研究结果表明:厂区防渗排水系统的渗流控制效果显著,防渗排水系统设计方案总体上是合理、有效的;厂区上部排水系统对于以库水渗漏为主的渗流控制不起作用,高高程排水孔幕的间距可适当放宽;厂区副排水孔幕对减少厂区各洞室渗漏量、降低厂区围岩孔隙水压力并改善围岩的稳定性具有显著作用.     

地下厂房防渗排水系统渗流特性的有限元分析

在求解无压渗流场结点虚流量法的基础上,结合可精细模拟密集排水孔复杂渗流水力行为的改进排水子结构技术,对某地下厂房厂区洞室群围岩区三维渗流场进行了有限元求解分析,着重研究了防渗排水系统中的帷幕和排水幕的渗流特性.研究表明,排水幕在排水通畅的前提下具有强大的排水能力,其排水孔间距在一定范围内变化对渗流场水头分布影响不明显.因此,可适当加大排水孔间距,以减少工程投资.     

地下厂房洞群围岩渗流场有限元分析

运用固定网格结点虚流量法和排水子结构技术以排水孔开关器概念，对三板溪水电站地下厂房洞群围岩渗流场进行了三维仿真模拟，解决了由于多样性的地层结构，特殊的渗控措施和复杂的厂房结构而带来的诸多难题，成功地求解了三板溪地下厂房区的复杂渗流场。充分证明排水孔结构技术对求解精度提高的优越性。     

大型地下厂房洞室群围岩开挖松弛效应与渗透性演化特征

锦屏一级水电站地下厂房洞室群开挖规模巨大,赋存于极高至高地应力和低强度岩体环境下,且受f13、f14、f18断层切割,其围岩稳定性将成为影响工程安全和正常运行的重要因素之一.结合现场声波监测资料,采用裂隙岩体等效弹塑性本构模型以及基于Hoek-Brown参数的偏应力破坏准则对开挖松弛区进行模拟与评价.此外,重点关注洞室群围岩在地下厂房开挖过程中渗透特性的演化,并采用SVA方法对其防渗排水措施的渗控效应进行分析与评价.研究结果表明:采用塑性屈服区以及偏应力破坏准则表征围岩开挖松弛效应是合理的,高地应力、低强度应力比是造成锦屏一级地下厂房围岩开挖松弛区较大的主要原因;洞室群围岩在地下厂房开挖过程中渗透特性可增大3个数量级,影响范围达35m;围岩渗透特性演化对渗流场具有显著影响,影响程度取决于与洞室群的距离以及防渗排水措施的渗控效应.     

苗尾水电站上游围堰三维渗流场分析及基础防渗方案研究

苗尾水电站上游围堰具有堰高、心墙土工膜承受的水头高及地质条件较为复杂等特点.采用非均质土统一的饱和-非饱和土渗流控制方程,对苗尾水电站上游围堰进行了渗流场三维有限元分析,并对不同基础渗控方案进行了对比;同时针对复合土工膜与防渗墙连接处应变集中拉脱以及防渗墙可能出现的施工缺陷等极端情况进行了分析.得出了不同基础帷幕灌浆深度及防渗体缺陷条件下各关键性的渗透指标,为围堰的技术经济设计决策及基坑抽排方案选定提供了参考.     

节点虚流量法的某抽水蓄能电站地下厂房渗流场分析

利用求解有自由面渗流场的节点虚流量法,对某抽水蓄能电站施工期地下厂房渗流场分布进行三维有限元仿真模拟,着重研究施工期厂房区洞室的渗流特性,并对施工期厂房区渗控方案进行评价.研究表明,施工期间排水设施尚未形成时,各已经开挖的洞室成为排水的主要边界;在保证各洞室的渗透水能及时排出的提前下,渗流场可以满足施工环境要求;顶排型排水幕排水效果并不明显.     

混凝土重力坝坝基防渗帷幕作用的单因素分析

为找出混凝土重力坝坝基防渗帷幕深度、厚度、位置因素对防渗效果的影响规律,在渗流理论基础上借助Fluent软件用数值模拟法分析坝基渗流场.计算收敛后得出坝基稳定渗流场的等压线图、速度矢量图、压力及流速散点图,分析指出坝基帷幕防渗作用与其自身渗透性有关,帷幕深度对坝基扬压力影响较大,帷幕厚度主要影响坝基渗流量,帷幕位置只影...     

新干航电枢纽工程右岸浸没评价与控制

为预测赣江新干航电枢纽工程库区浸没范围和程度,以库区右岸为例,建立新干航电枢纽工程右岸浸没评价的地下水三维非稳定流有限元渗流模型,模拟预测在多年平均水文条件下,库区蓄水后浸没程度及范围,并对比布设防渗墙和防渗墙与减压井联合布设对计算区的浸没控制效果。结果表明:无防渗措施工况下坝址下游发生渗漏型浸没,坝址上游发生顶托型浸没,在坝址处形成浸没程度过渡带;防渗墙能够延缓浸没发生,但在275 d后仍然发生严重浸没现象,不能满足设计要求,故采用防渗墙和减压井相联合的工程措施,能够有效控制计算区浸没范围达到控制浸没要求,且防渗墙能够大幅度减小减压井排水量。