高土石围堰动力特性及抗震安全性研究

水电工程围堰属于临时性建筑物,其抗震安全性不为工程所重视,但在汶川地震中曾有工程因围堰震损而拖后工期.依托白鹤滩水电站大坝上游围堰,研究100m级高土石围堰可能具有的动力性质,一方面其堰高及体型可能导致自振周期与输入地震波的卓越周期较为接近而使得某些部位的加速度反应较大或防渗墙动应力偏大;另一方面防渗墙施工平台以下分区采用抛填施工,相对一般碾压施工的土石坝其下层较为松散,地震引起的围堰永久变形将较大.通过三维动力有限元分析对堰体、防渗墙动力反应及堰坡稳定性做了较深入研究,并对围堰及输入波的频谱特性做了详细分析,定量评价了围堰的抗震安全性.     

大渡河某水电站上游围堰渗流场及稳定性数值分析

采用大型岩土专业有限元计算软件GeoStudio对水电站围堰渗流场及稳定性进行了数值模拟和分析,得出渗流场各要素分布图,并对围堰边坡稳定性进行了评价.研究结果表明,布置压坡透水体对提高堰体稳定性有明显作用;合理地减小围堰防渗墙深度对边坡影响不大.本文的研究结果给设计方案的修改提供了依据,对类似工程应用也有参考价值.     

土石围堰边坡稳定的多因素综合风险分析

土石围堰边坡稳定受堰体土石料力学性质、施工洪水及导流建筑物泄流能力等多种不确定性因素影响,为进行更全面、准确的风险估计,综合考虑水文、水力和土石料力学参数的随机性,在分析相关参数的分布形式和统计特征值的基础上,通过Monte．Carlo方法耦合仿真分析堰前水位分布和围堰边坡稳定性,建立土石围堰边坡稳定多因素综合风险计算模型,统计分析度汛期间土石围堰边坡稳定综合风险．实例分析表明,该模型计算的围堰边坡稳定综合风险率小于仅考虑单个随机因素的边坡稳定风险率,更准确地反映了实际工程土石围堰边坡稳定状态．     

基于坝基分层结构的防渗墙渗流场分布

堤坝的安全问题主要是由渗流破坏引起的,特别是土质堤坝,并且具有隐蔽性,有必要通过渗流计算来分析坝体稳定性。而坝基土层具有分层结构,各层的渗透系数、孔隙率等参数,都会影响堤坝的防渗效果。本文提出一种基于坝基分层结构的防渗墙设计,针对不同结构的堤基型式选取不同的防渗墙类型。利用有限体积法的数值模拟软件Fluent的多孔介质模型,考虑堤坝地基分层的结构,通过设置深度参数来研究悬挂式和封闭式防渗墙防渗效果。通过压力云图、速度云图、流线图以及关系曲线图,分析坝底面扬压力和背水侧出口处渗流量与各影响因素的关系,从而对防渗墙的厚度、渗透系数等相关参数进行优化以及确定合理的位置分布。最后,结合工程实践分析得出该堤坝模型的蓄水位限值,为设置有混凝土防渗墙的重力坝堤坝设计提供参考,具有重要的现实工程意义。     

浅析险坝防渗墙加固技术

防渗墙是在水工建设中普遍应用的一种地下连续墙,是透水体防渗处理的一种有效措施。修建防渗墙的方法主要有机械造槽法修建混凝土防渗墙、高压喷射灌浆修建防渗板墙、套孔冲抓桩柱式防渗墙、倒挂井法修建混凝土防渗墙等。这些加固技术多次应用于我国水利水电建设中土坝坝基、混凝土闸坝基础、土石围堰堰体和堰基的防渗处理及险坝防渗加固处理等各种情况,都取得了较好的效果。     

防渗墙开裂对堤防稳定性影响分析

防渗墙是堤防防渗能力提升工程中普遍采用的一种形式。由于防渗墙在施工和运行过程中可能出现不同程度的开裂问题,可能会对堤防的稳定性造成影响。以南京石臼湖堤防某一典型断面为研究对象,首先分析确定防渗墙的施工深度。基于防渗墙三维渗流及二维边坡稳定性分析模型,分析了水位骤降条件下堤防防渗墙开裂宽度以及开裂处充填情况不同时堤防边坡的安全稳定性。结果表明:封闭渗透系数较大土层的防渗墙处理效果显著;防渗墙开裂以后,裂缝宽度以及开裂处充填情况对堤防的边坡安全影响较大。     

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.     

黄河拉西瓦水电站上下游围堰塑性混凝土防渗墙施工

黄河拉西瓦水电站采用掺膨润土的混凝土防渗墙对上、下游围堰及堰基覆盖层进行了防渗处理,取得了良好效果,该防渗墙工程首次采用了高低式梯形断面施工导墙,以适应大型冲击钻机在松散围堰堰体中造孔的需要。该工程在施工中采取适当措施成功解决了孤石、漂石密集,严重漏浆以及因塌孔埋钻引起的墙体欠浇等困难问题。     

高喷灌浆技术在沙石堰体加固与防渗中的应用

大孤山水电站枢纽一期围堰建在河床砂砾石覆盖层上,堰体较单薄、透水性大,采用了高压旋喷和摆喷灌浆技术对围堰进行抗冲稳定性加固和防渗处理.围堰施工完成后,经过汛期的抗洪防冲运行和施工期基坑排水,证明围堰在汛期的稳定性和防渗效果方面可满足工程需要.     

某水电站围堰三维渗流有限元分析

利用三维有限元软件对该围堰进行了渗流分析,通过分析得到：围堰在下游溢出口处水力坡降较大,容易发生水力破坏;而渗流量主要集中在防渗墙下方的覆盖层中,这主要是悬挂式防渗墙引起的。在实际工程中一定要注意这两点,以确保该围堰的稳定性。     

黄河小浪底水利枢纽西霞院围堰粉煤灰混凝土防渗工程施工技术

西霞院反调节水库围堰工程地质条件复杂,由覆盖层和基岩层组成。地层含有大量块漂石,粒径大含量高。采用粉煤灰混凝土防渗墙垂直防渗,成槽难度极大。主要介绍采用"两钻一抓"快速成墙方法以及粉煤灰混凝成墙的经验。     

三峡工程二期围堰防渗墙工作性状的验证分析

三峡工程二期上游深水高土石围堰工程复杂，实际运行中经受住了1998年汛期8次大洪水的考验．防渗墙是围堰工程的关键部位，其实际工作性状如何对围堰工程的安全性至关重要．该文结合二期上游围堰拆除过程中进行的调查实录、取样和相关参数测试工作，对围堰工程中防渗墙的工作性状进行了验证分析，对进一步总结二期围堰的成功经验将起到重要作用，同时对类似工程的设计与施工也具有重要的指导作用．     

基于水-力耦合理论的超深隧道围岩渗透性预测

涌水预测是特长超深隧道勘测设计及施工中面临的重要问题之一。围岩渗透性是涌水预测的基础 ,对于超深隧道 ,不能通过大规模抽水试验来获得渗透性参数。以水力耦合理论为基础 ,该文提出了一种超深隧道围岩渗透性预测方法。其主要思想是 ,首先确定近地表岩体的渗透张量 ;根据地应力实测资料进行地应力场的量级反演 ;选择适当的裂隙开度 -应力模型 ,预测不同深度的裂隙开度 ;在裂隙网络结构不随深度变化这一假定的基础上 ,计算隧道标高的围岩渗透性。     

热力耦合作用下圆形水工隧洞围岩弹塑性解析解

为研究圆形水工隧洞围岩弹塑性区受力特点,基于Mogi-Coulomb强度准则和弹塑性理论,考虑温度和衬砌结构的影响,推导热力耦合作用下水工隧洞围岩应力、洞壁位移和围岩塑性区半径的解析解。依托新疆某高地温水工隧洞工程进行计算分析,对中间主应力系数、温度、混凝土强度、衬砌厚度和围岩应力分布及塑性区半径间的关系展开参数分析。结果表明：温度变化产生的拉应力会使衬砌结构对围岩支反力减小,围岩塑性区半径和洞壁位移有所增大,隧洞岩体稳定性变差;中间主应力系数b对岩体强度影响较大,b=0.5时围岩塑性区半径明显小于不考虑中间主应力时的塑性区半径;提高混凝土强度和增加衬砌厚度在初始阶段都能明显限制围岩塑性区发展,虽后续效果都不佳,但增大衬砌厚度更能限制围岩塑性区发展。     

确定岩体渗透参数的结构面控制反演法

从裂隙渗流的基本运动方程出发,反求岩体的渗透参数是工程控制论中一类典型的偏微分方程分布参数控制反问题,对于这类反问题常用数值法求解．考虑到结构面控水特点,依据岩体渗透系数张量与结构面产状的基本关系式,提出了一种结构面控制反演法．该方法不仅可以反算出岩体的渗透系数张量,而且可以反求出岩体控水结构面的当量渗透系数、渗透系数张量的主值和主方向,同时应用该方法计算的解具有较好的唯一性．以溪洛渡水电站工程为例介绍了这种数值反演方法在确定岩体渗透参数中的应用．     

煤岩裂缝渗流能力实验评价及近井地层等效渗透率分析

煤岩裂缝的渗流能力是影响煤层气产能的重要因素.采用API导流仪及岩心驱替装置,模拟煤层气排采过程中煤层有效应力的连续变化,评价裂缝闭合压力逐渐升高、地层压力连续下降以及频繁开关井(间歇性排采)等工况条件下煤岩压裂裂缝的动态导流能力和含天然裂缝煤心的渗透率变化.实验结果表明,提高裂缝闭合压力、降低孔隙流体压力以及频繁开关井等都会降低煤岩裂缝的渗流能力,尤其对压裂裂缝的导流能力影响更为显著.基于此,利用实验数据分别回归了煤岩压裂裂缝导流能力和含天然裂缝煤岩渗透率与有效应力的经验关系式,建立近井煤层等效渗透率计算模型.利用该模型可以根据现场测算的等效渗透率,初步判断煤层压裂裂缝的有效导流能力或缝长,可以为煤层气压裂效果评价、分析排采过程中煤岩裂缝参数的动态变化提供一种新方法.     

对覆盖层下三维导电异常体磁场影响关系的研究

在垂直磁偶极源和水平磁偶极源分别激励下，通过改变覆盖层的导电率，围岩的导电率和偶极源发射频率，研究相应的磁场变化规律，讨论围岩的性质，覆盖层电性及发射频率对覆盖层下三维导电异常体磁场的影响。     

某抽水蓄能电站地下洞室群围岩三维稳定分析

某抽水蓄能电站地下厂房为大跨度、高边墙地下洞室群,地质条件复杂,分布软弱夹层,高边墙及洞室间岩体的稳定性是洞室设计的关键因素。根据水压致裂法地应力测试数据计算侧压力系数,构造初始地应力场,按照开挖顺序建立三维弹塑性计算模型,分析地下洞室群围岩应力与变形特征、塑性区分布,评价了地下厂房洞室群围岩稳定性,为洞室设计提供科学依据和基础数据。