堤基管涌险情的判别和抢护

管涌形成的原因是多方面的,管涌险情的判别基本是凭相关经验来判断,多数人对它的危险性仍有认识不足,措施不当,或麻痹疏忽,贻误时机,造成严重后果,本文从几个不同的方面阐述了管涌险情的判断标准,以及针对不同的险情所采取的不同抢护措施。     

土石坝汛期的防洪抢险措施

土石坝在汛期高水位运行时容易出现各种险情。针对管涌、流土、散浸、漩涡、护坡破坏等险情,应采取相应措施加以抢护,以保证土石坝的安全运行和下游人民生命财产的安全。     

堤基管涌险情的判别和抢护

在渗流水作用下土颗粒群体运动,称为流土。填充在骨架空隙中的细颗粒被渗水带走,称为管涌。管涌险情的以流土最为迅速,它的过程是随着出水口涌水挟沙增多,涌水量也随着增大,逐渐形成管涌洞,如将附近堤(闸)基下沙层淘空,就会导致堤(闸)身骤然下挫,甚至酿成决堤灾害。所以发生管涌时,决不能掉以轻心,必须迅速予以处理,并进行必要的监护。     

管涌与滑坡的渗流计算问题

论述了管涌与滑坡两类破坏形式的渗流计算问题.对于管漏提出堤基水平渗流和有悬挂式防渗墙时管涌险情的涌沙范围和冲蚀发展的渗流计算方法和公式.对于滑坡指出了习用的垂直条分法所存在的问题,并介绍了结合渗流场分析连续计算圆弧滑动的有限元法;互相比较说明了以渗透力取代边界面水压力和有限元取代垂直条分的计算方法的优越性.     

机淤固堤优越性探讨

机淤固堤增加堤身断面,延长渗径,对解决漏洞、渗水、管涌等险情有显著的作用,能够有效提高堤防防御洪水的能力,与其他加固措施相比有着其独特的优越性,是黄河下游堤防加固的首选措施。     

阳坡水库大坝渗流分析及加固

阳坡水库为三类病险水库,尤其大坝存在严重渗漏与管涌险情。本文运用有限元法对现状大坝进行渗流分析,针对问题采取单排高压旋摆喷灌浆防渗措施,并进行验证计算,从而保证防渗措施的合理可行,为大坝在除险加固设计提供依据。     

浅谈黄河下游放淤固堤(堤防加固)的作用

黄河是世界上著名的"地上悬河",黄河下游堤防基础与堤身都存在许多问题,而且堤身单薄,难以抵御标准内洪水。机淤固堤增加堤身断面,延长渗径,对解决漏洞、渗水、管涌等险情有显著的作用,有效的提高了堤防防御洪水的能力。     

基于灰色系统理论的管涌影响因素研究

堤坝和水利工程中经常发生管涌破坏,管涌的影响因素比较复杂,且各因素间存在高度的非线性关系,对管涌的敏感性也各不相同.描述了管涌发生的机理和影响因素,采用灰色系统理论中的灰色关联分析方法,对管涌发生进行了敏感性分析.计算结果表明:管涌的最主要影响因素为有效内摩擦角,其关联系数最大为0.731 5,饱和单位重度的关联系数最小为0.596 8,从而得出影响管涌相关因素的主次关系,为工程实践提供了有益参考.     

考虑管径拓展的管涌发展过程模拟

堤基管涌发展试验表明,在管涌通道发展过程中,通常是上游管径较小而下游管径较大,管道尖端土体颗粒比较松散.现有的堤基管涌发展模型采取单一管径处理方法模拟管涌通道发展过程,管涌发展过程中孔隙率保持不变,难以模拟通道侧向扩展特征.本文采用泥沙运动力学方法,考虑通道发展过程中的颗粒级配调整和孔隙率变化,使得管涌通道发展情况更加符合实际.数值模拟表明,改进后的模型能够刻画管涌通道发展中的管径变化、通道发展方向、流量大小和临界水头等主要特征.     

管涌渗透形成集中渗漏通道机理研究

本文从土体微观结构组成的角度分析了堤防管涌渗透破坏的形成过程以及管涌产生集中渗漏通道的机理,阐述了堤防管涌产生、发展的变化规律,同时给出了工程设计中经常使用的关于管涌参数计算方法。     

基于PFC-CFD的土体管涌数值模拟研究

堤防工程在高水头作用下的管涌、流土现象是岩土工程中很常见的一类自然灾害,广受社会关注.为研究堤坝土体管涌破坏现象的发展过程,采用颗粒流(PFC)和计算流体力学方法(CFD),基于南京长江大堤管涌案例,建立了土体管涌数值模型,研究了管涌渗透流体变化规律,分析了土体孔隙度及位移随管涌发展的变化趋势.研究结果表明:基于PFC-CFD的方法能够较好地模拟堤坝管涌现象,随着管涌的发展,渗透流速不断扩大,水压力和压力梯度分布发生改变,导致土体颗粒流失量不断增加,堤坝位移增大并存在更进一步破坏的可能.研究结果可为管涌过程细观数值模拟提供参考.     

堤坝管涌渗流的损伤机理分析

分析了管涌发生的机理,介绍了管涌计算模型的研究现状.从损伤力学的角度推导管涌分析的渗流损伤连续性方程,并对孔隙率和渗透系数的演化特性等进行讨论,为管涌机理的研究提供了一种新的思路.     

堤坝管涌发展的改进模型

为了解决管涌通道的发展问题和管涌发展的数值计算问题,根据管涌实际形成机理,对管涌的微观物理模型进行了改进:在可动颗粒系统中,对可动颗粒按照粒径的大小进行分类,每个可动粒组作为一个整体圆管,按照粒径大小顺序,从通道管壁向中心依次排列。根据建立的新模型推导出新的可动颗粒起动的临界水头公式,并计算了两种典型级配土样的临界水头。结果表明:改进模型具有可行性和先进性,更适用于管涌动态发展的数值计算,为管涌的研究提供了更为简便的方法,并为管涌的数值计算进一步发展提供一个可行的新思路。?     

不同形式变水头作用下土体的管涌特性

为探究不同形式变水头作用下无黏性砂土的管涌特性,选取12种不同的变水头形式,利用自行研制的管涌三轴仪选择向上管涌的方法模拟管涌实际.通过管涌试验分析了变水头的周期和振幅对渗透系数和累计涌砂量的影响规律.结果表明:不同形式周期和峰值的正弦水头条件下,土体渗透系数均随着时间的推移而逐渐增加,当达到一定时间后,渗透系数趋于稳定;管涌相同的时间,渗透系数值随着正弦水头周期的减小而逐渐增加,随着峰值的增加而逐渐增加,土体抗渗性能下降;土体管涌3 h后,不同周期和峰值正弦水头条件下的渗透系数在常水头渗透系数线两边呈近似对称分布.土体管涌3 h内累计涌砂量随时间的增长基本呈线性增长,变水头周期越小峰值越大,累计涌砂量越大;通过扩大系数α,得到土体管涌3 h后的变水头累计涌砂量公式和马鞍形状的拟合曲面图.     

双层堤基条件下管涌逸出的颗粒流模拟

基于颗粒离散元理论,结合实际工程中的双层堤基管涌对管涌口颗粒逸出问题进行仿真模拟。基于颗粒流程序平台PFC2D(Particle Flow Code in Two Dimension)建立了管涌口附近地层的数值模型,通过模拟实验确定了颗粒参数,分别采用线性接触刚度和平行粘结本构模型定义黏土层和砂性土层的接触模型。通过与水的耦合作用,得到管涌口从发生到扩展的管涌演化全过程。采用FISH语言开发程序,分别得到其流失量、孔隙率、流速等参数并进行分析。宏观方面的研究结果表明,采用颗粒流模拟的结果与实际管涌的宏观现象基本吻合;细观方面,管涌颗粒在管涌发生发展过程中沿着实际水流速度最大的通道溢出,流速的分布情况存在从相等的平均流速状态向局部流速集中并逐渐增大的改变过程,局部细小通道逐的流速集中,引起周边颗粒的加速流失,最终导致管涌通道的形成。这些结果为PFC2D在渗透破坏方面的深入研究应用提供了一定的实用依据,同时也为在细观尺度上解释和分析管涌现象提供了一条新的途径。     

基于静态贯入试验法研究无黏性土管涌发生后抗剪强度变化规律

管涌对堤防和大坝危害严重且十分常见,但是有关管涌发生后无黏性土抗剪强度的研究较少.通过对不同细颗粒含量试样进行管涌和静态贯入试验,分析总结了无黏性土细颗粒含量和管涌过程中的水力梯度及细颗粒流失量等因素对无黏性土发生管涌前后抗剪强度变化的影响.得出以下结论:对于较松散的无黏性土,当土体细颗粒含量较小时,管涌发生后的抗剪强度有所提高,抗剪强度随细颗粒流失量的增大而增大,随作用在试样上的最大水力梯度的增大而增大;当土体细颗粒含量较大时,管涌发生后的抗剪强度有所降低,抗剪强度随细颗粒流失量的增大而减小,随作用在试样上的最大水力梯度的增大而减小.     

堤坝管涌渗漏持续线热源模型研究

地下水的渗漏会影响地层正常温度分布,使钻孔温度曲线发生异常变化。堤坝的管涌渗漏通道可看作是一个持续作用的线热源,通过研究管涌渗漏水对地层温度的影响,利用热源法的原理建立了管涌渗漏的持续线热源模型。工程实例的计算表明,利用该模型可以得到管涌通道的渗透流速,评价地层的渗漏特性。     

悬挂式防渗墙在管涌过程控制中的作用机制

为了研究悬挂式防渗墙在堤基管涌发展过程中的控制作用机制,该文采用了基于管流-渗流耦合方法的管涌动态发展数值模型,选取二元堤基条件,模拟了管涌通道在堤基无墙情况和设置悬挂式防渗墙情况下的管涌动态发展过程。数值结果表明:悬挂式防渗墙对渗流场的影响是有限的,仅其周围局部区域的流场会因防渗墙发生显著改变,该区域外的流场变化则不大。悬挂式防渗墙将管涌通道的发展过程分为下游侧发展段、绕墙段和上游侧发展段等3个阶段,其中绕墙段的发展耗时明显大于其他阶段。在管涌通道绕墙段的发展中,由于局部流场的改变,土颗粒侵蚀的水动力学条件降低;同时由于管涌发展方向改变,土颗粒的自重增加了颗粒侵蚀的阻力,提高了颗粒侵蚀临界起动条件,使侵蚀难以继续发展。     

砂土管涌的细观机理研究

利用数码可视化跟踪技术和数字信息计算机实时处理技术进行管涌细观模型试验,从细观角度研究砂土管涌机理.研究得到管涌发展过程中颗粒的移动规律,渗漏通道的形成特点,流速、颗粒位移场等随水力梯度的变化特点,并从级配角度分析土样的稳定性,得到土体的稳定性与级配曲线形状及不均匀系数等因素有关的结论.结果表明,管涌形成过程中流速、颗粒运动和渗透通道形成规律很大程度上取决于骨架颗粒、可动颗粒以及水之间的相互作用,表明水土相互作用贯穿管涌发展的全过程.     

封堵"管涌"材料的应力分析及其数学解析

"管涌"是抗洪抢险中的一大隐患,封堵"管涌"材料的应力分析,是一项重要的应用技术和实际理论问题.根据弹性力学原理,对管涌封堵材料进行应力分析,建立简化条件下的物理模型和形变协调方程,并给出了数学解析过程.