榆林李家梁水库砂坝渗流安全及成因分析

榆林市李家梁水库砂坝自工程蓄水以来存在严重的渗漏安全隐患,为保障工程安全运行,通过水库历史资料数据分析和二维有限元渗流场计算,对该水库砂坝渗流安全及成因进行了深入的分析。结果表明:目前条件下大坝坝体防渗系统虽然满足运行要求,但左岸地下水位高,绕渗情况较严重。大坝左坝肩及坝基多个深度范围内存在中砂夹层以及水坠砂坝施工充填过程中导致坝体颗粒分布不均是造成坝后渗漏的主要原因。根据有限元渗流场计算结果,获得不同部位最大渗透坡降,各计算工况下排水渠底部渗透坡降在0.189～0.241,大于坝基土允许渗透坡降0.125,在库水位升高后,将使下游挟砂渗漏加剧,导致坝体破坏。因此,大坝除险加固需根据计算结果延长渗径,降低下游渗透坡降,保障大坝安全运行。     

云龙水库大坝防渗排水结构作用分析

水库大坝设计应计算浸润线和渗漏量,并分析渗透稳定.根据云龙水库坝基地质及大坝防渗排水设计,利用有限元方法对大坝渗流等问题进行分析.计算结果表明,大坝防渗设计是合适的,可保证水库工程发挥预期的拦蓄水量、防止渗漏的作用,其渗透稳定亦满足设计要求.     

四川红层区某水库坝址渗漏影响因素

探讨四川红层区某水库坝址岩体渗透特性及其造成的渗漏问题,为水库安全建设提供理论依据。基于现场勘察成果,采用解析法和数值模拟法对水库坝址渗漏情况进行了计算分析。该水库位于红层区丘陵峡谷之中,坝址区覆盖层与基岩均属透水岩体,坝基及坝肩存在渗漏与绕坝渗漏问题。该水库坝址总渗漏量约为5.60×10~4 m~3/a,占所在河流多年平均流量的3%以下。2种方法计算结果基本一致,表明在均质介质中能较好预测水库渗漏量。该水库坝址存在轻微渗漏情况,经计算分析地下水渗流对坝基的影响较小。     

酸性污水库坝渗流稳定性分析及防渗加固处理

根据江西省某铜矿酸性污水库的地质勘探资料，对该污水库的坝体、坝基和坝肩进行有限元渗流计算及坝坡抗滑稳定性计算，分析大坝的渗流情况、渗透变形和稳定性问题，并提出相应的防渗加固措施。计算结果表明：大坝渗漏主要由坝肩和坝体渗漏、坝基渗流、粘土防渗斜墙失效和反滤层堵塞等引起，在渗透情况下坝体安全系数为1．012；采用高压摆喷灌浆和粘土固化注浆技术综合治理后，坝区的总渗水量降低90％，在设计洪水位条件下坝体安全系数为1．520，说明所提出的措施合理、可靠。     

基于最小二乘-分步解耦的泄渗漏带与隧道围岩渗流参数方法

鸡冠山隧道施工期渗涌水病害与降雨强度、上覆天坑洼地地貌密切相关,确定隧道围岩渗透参数是估计隧道涌水量与防排水设计的关键.通过电阻率法和地质雷达探测法查明隧道上覆岩溶溶腔分布状态,并结合工程地质条件构建上覆天坑降雨入渗饱和达西渗流地质模型,然后采用基于最小二乘-分步耦合优化方法的岩溶隧道围岩渗流参数反演法,以3个涌水事件的涌水量、涌水速率、涌水与降雨关联时间、天坑积水水头为反演边界条件,关联性解耦下泄渗漏带与隧道围岩渗流规律,最终分步优化确定出下泄渗漏带和隧道围岩的渗流参数.结果 表明:下泄渗漏带和隧道围岩的综合渗透系数分别为2.4×10-3cm/s和3.2×10-4cm/s,该成果可为降雨条件下鸡冠山岩溶天坑段隧道涌水量估计与防排水设计提供重要计算依据.     

大田水库除险加固方案研究

在对坝体现状渗流、稳定、应力应变分析的基础上,结合大田水库下游坝坡散浸的现场实际情况,研究并提出了适合大田水库大坝的加固方案.利用ANSYS软件的APDL语言开发三维渗流程序对坝身两种加固方案进行渗透总水头、浸润线、自由面出逸点、渗透坡降进行比较分析,最终得出最优加固方案.     

强夯法加固湿陷性黄土坝体的应用研究

以某土坝坝体的加固为例,通过强夯前后的取样试验、现场标准贯入试验和静力触探试验,研究了强夯法加固湿陷性黄土坝体的可行性.结果表明,强夯后坝体土的湿陷系数平均为0.008,降低了65.2%,湿陷性完全消除;干密度平均为1.68 g/cm3,提高了23.5%;水平方向、垂直方向的平均渗透系数分别为0.65×10-5cm/s和0.28×10-5 cm/s,分别降低了85.5%和93.3%,也未发现土体剪切破坏现象;压缩系数平均为0.058 MPa-1,降低了80.2%,达到了低压缩性土标准;标准贯入试验和静力触探试验平均值分别提高了1倍和1.37倍,达到了预期的加固目的.     

混凝土防渗墙在南陵县西七圩水库除险加固工程中的应用

南陵县西七圩水库除险加固工程根据工程水文地质和坝体条件,采用低弹模混凝土防渗墙。依据设计技术指标通过配合比试验确定粘土、粉煤灰的参入量,使其满足弹性模量在3000～4000MPa,且渗透系数小于1.0×10-7cm/s的技术要求,经过现场原型取样达到预期设计要求。     

深厚覆盖层型大坝上下游围堰防渗设计

苗家坝水电站工程围堰位于河床冲积层上,河床冲积层厚度一般20m～38m,抽水试验和室内渗透试验结果分别为K=2～8×10-2cm/s和K=4～9×10-2cm/s,属强透水层。试验破坏渗透比降0.50～0.75,建议允许渗透比降0.10～0.20。冲积层级配不良,容易产生管涌破坏,须进行防渗处理。由于河床覆盖层中,尤其是近坡脚地段大孤石分布较多,对防渗处理施工不利。本篇主要针对此情况,提出上下游围堰防渗设计方案。     

考虑土工膜缺陷的石渣坝三维渗流特性分析

以某中型水库覆盖层上土工膜防渗石渣坝为例,重点考虑坝面土工膜缺陷不同的类型、大小及其分布等不利因素,采用有限元法对大坝及地基开展三维渗流场数值模拟,并根据大坝水头分布、渗流量和渗透坡降计算成果,对大坝防渗安全性进行分析评价.结果表明:坝面土工膜缺陷主要影响坝体部分渗流场,局部抬高了浸润线,对坝基及两岸影响小;流经坝体部...     

基于有限元折减法的边坡渗流及稳定分析

渗流作用影响边坡的稳定性．运用商业有限元软件的自带模块,根据节点的水头值和高程的比较模拟自由面和渗透场,计算单元的渗透力,以渗透力代替周边孔隙水压力施加于坡体单元上,然后采用强度折减法进行渗流作用下的边坡稳定分析．算例表明,该方法分析边坡的渗流及稳定是可行的,得到的结果较有效．渗流作用下,边坡的安全系数降低,坡脚的等水头线分布比较密集,渗透力比较集中,发生渗透破坏的可能性比其他地方大．     

水库下伏采空区渗流场耦合模拟分析

基于扰动情况下岩体应力场与渗流场相互作用机理,确定了应力场环境下岩体渗流参数的计算公式以及耦合模型中渗透体积力的加载方程,采用有限元分析软件ANSYS,运用物理环境耦合方法,介绍了水库下伏扰动岩体渗流场模拟分析的方法及流程,并对某库区下伏岩体渗流场进行了模拟分析,通过对该库区下伏采空区渗流场进行分析,对库区及采空区提出了处理建议.     

水泥土渗透及渗透变形试验的研究

通过对某堤防工程防渗墙水泥土渗透变形试验的研究,提出了一种水泥土的加工方式和水泥土渗透及渗透变形试验的方法,并在实际中获得了较好的效果,具有一定的应用前景。     

岩溶坝区渗透系数的确定方法探讨

在岩溶地区，基于少量试验，要求岩体、特别是大范围内岩体的渗透系数是困难的。坝区许多地段的参数是未知的，需根据区内实测值参数对未知参数地段进行合理估计，并对估值的准确性进行评价，并对目前确定渗透系数的各种方法进行了阐述，重点分析了岩溶坝区渗透性的特点，对岩溶坝区渗透性的空间变异性和渗透系数的随机性进行了描述，提出了建立渗透系数随机模型的思路。     

丰满大坝溢流坝段增设排水系统设计研究

以渗流分析和有限元理论为基础，对丰满大坝充坝段为降低下 游面冻融点位置所提出的增设排水系统的若干设计方案进行了可行性研究，结果表明，新增排水廊道，加密排水幕及优化排水孔的合理位置的设计方案均对降低出水点有不同程度的效果，但都不能达到使其淹入下游面以下的目的，其主要原因是由最初的设计方案造成的，该结论对工程实施有显著的指导意义。     

防渗帷幕对坝基渗流量的敏感性分析--以新安江3号坝段为实际模型

在内外因素的共同作用下 ,帷幕体在不同程度上存在一定的老化问题 ,其防渗性能也在逐渐减弱 ,即帷幕的渗透系数K是一个变量 .随着K值的变化 ,幕后渗流量Q会产生什么样的变化是一个值得探讨的问题 .以新安江 3号坝段为例 ,采用三维渗流有限元的数值试验方法 ,通过改变帷幕渗透系数 ,分析帷幕渗透系数K对灌浆廊道渗流量Q的影响 ,建立了相关关系式Q～K ;研究了帷幕工作形态变化对坝基渗流场变化的敏感性 .     

干馏后油页岩渗透规律的实验研究

介绍了干馏后油页岩在三轴应力下的渗透实验,揭示了干馏后油页岩的渗透规律,通过多元回归分析得到了干馏后油页岩的渗透系数与体积应力、孔隙压的关系式,表明了它的渗透系数与体积应力、孔隙压呈指数关系。并经过分析可知,若其埋藏深度较浅,可以通过增加孔隙压来改善它的渗透性;若其埋藏深度较深,则可以通过采取适当的措施,提高其渗透系数。这一结论对油页岩的原位开发与利用具有重要参考价值。     

不同粒级与结构铁尾矿渗透破坏模式判别方法

渗透破坏是引起尾矿坝事故的重要原因。渗透破坏模式不同，影响也不尽相同。有必要对其判别方法进行研究，进而有效预判可能发生的尾矿坝渗透破坏形式，从而更为有效的保护尾矿坝下游人员的生命与财产安全。通过开展铁尾矿的渗透破坏试验，电镜扫描观测，显微镜观测，对细颗粒含量与结构影响下的铁尾矿渗透破坏模式进行了分析。研究表明：1）应用现行的一些渗透破坏模式判别方法对铁尾矿渗透破坏模式进行判别时，其准确性降低。2）以达西定律为基础，提出采用渗透系数对平均孔隙直径进行计算的方法，这种方法可以有效计算均匀尾矿的平均孔隙直径，沉积尾矿粗、细粒层的平均孔隙直径。为后续尾矿渗透破坏模式的判别提供有力依据。3）提出了适用于铁尾矿的渗透破坏模式判别方法。对不同粒级与结构铁尾矿的渗透破坏模式判别准确性较高。开展砂槽试验，在较大尺度范围上对提出的铁尾矿渗透破坏模式判别方法进行了验证，结果较为准确。研究成果对维持尾矿坝安全运行具有一定指导意义。     

考虑对流条件下氯离子在混凝土中的输运计算

将氯离子在混凝土中的输运区分为对流-扩散耦合区和扩散区,分别采用分离变量法和变量代换法对耦合区和扩散区氯离子输运进行求解,得到对流作用条件下氯离子在混凝土中输运的解析解.通过对耦合区解答稳定性分析确定了耦合区氯离子计算参数取值范围:叠加项n≥100,耦合区氯离子影响深度l≥1 000mm.算例分析表明,在对流作用条件下,对流深度、渗流速率和C0(初始自由氯离子质量与混凝土质量比)与C(混凝土中自由氯离子质量与混凝土质量比)累积呈正相关,但随计算时间增大,对流深度和渗流速率增大时,C差异增大,而C0增大时,C差异变小.通过对38年的对流区混凝土中C的拟合验证了计算模型的准确性.     

渗流问题反分析的最优化方法

采用量优化方法中的逐个修正法,将反问题化为一系列的正问题进行求解;利用正问题的解是适定的这一性质,克服了反问题是不适定的问题;编制了渗流正问题的有限元程序和求解反问题的叠代格式;数值计算结果表明,此种方法有较快的收敛速度和非常强的稳定性。