引黄济青输水渠改造设计方案数值计算分析

为了保障引黄济青输水渠的运行安全,以子槽堤防截渗工程为例,采用GeoStudio软件计算了当前堤防的渗流情况,发现下游出逸坡降远大于壤土允许值,堤防发生了渗透破坏.当采用水泥土搅拌桩防渗墙的截流方案后,下游出逸坡降均小于允许值,各堤防断面的坝坡安全系数均大于2,满足工程安全要求,说明本工程的截渗设计方案是可靠的.     

基于COMSOL的土石坝流-热耦合影响研究

土石坝渗流是一种常见的工程问题，为研究土体流-热耦合作用下土石坝的响应，文章以某水库土石坝为例，基于COMSOL数值模拟研究了土体的热传导系数对二维土石坝心墙的渗流影响。结果表明：(1)COMSOL数值模型能够准确的模拟土石坝温度-渗流双因素影响作用下的响应过程，可通过测温技术准确定位集中渗漏的位置；(2)心墙在6.1、10.1、14.1m处出现0.02m集中裂缝渗漏工况下，下游的渗流场和温度场均会发生较大的突变，且裂缝高度越大，温差差异性越大，渗流速度越小。研究对于反映土石坝渗流场特征，并及时发现工程隐患具有指导意义。     

中西部地区黏性土质边坡降雨动态渗流的 非饱和特性分析

为了解降雨过程中非饱和土质边坡结构的变化规律,基于有限元数值计算方法和非饱和土体力学特征关系理论,探讨了在不同降雨工况作用下某实际工程项目的边坡渗流过程与坡体内力分布的耦合特性,归纳了降雨过程中边坡内土体饱和度变化、孔隙水压力分布以及土体塑性区分布随降雨时长变化规律。结果表明,1)降雨初期边坡表面土体的饱和度和孔隙压力变化较为迅速,随着降雨过程的持续进行,坡体中非饱和土体的容重和饱和度不断增加;2)在土体饱和度和容重增加的同时,土体的渗透系数与渗流状态也发生显著改变,容易在坡脚渗出点位置造成局部塑性破坏区以及侵蚀破坏,从而降低结构的整体安全性;3)当降雨强度大于土体下渗速度时,会在坡体表面形成径流,从而引起表面侵蚀破坏,因此建议对于强降雨地区,应设计坡体表面排水通道。研究结果为强降雨地区的边坡结构加固以及排水设计提供了依据,可以为已有边坡工程的评估与改造提供参考。     

基于COMSOL Multiphysics的土石坝边坡渗流稳定数值研究

为了研究土石坝在不同水位时的渗透特性,使用COMSOL Multiphysics建立模型,分别对不同水位下的坝体浸润线、渗透水压力、以及坝体内比降等方面进行分析。得出以下结论:正常蓄水位下降至死水位时,上游坝坡面浸润线下降,进而出现较大范围的渗透压力负值,最大比降也出现在此位置附近,在实际运行中需要加强此处的维护和加固。     

云峰水库土石坝渗流条件及其稳定性研究

渗流稳定是水库大坝正常运行的重要保障,特别是在水库运行管理期间渗流问题更加突出。文章以云峰水库大坝为例,选取坝体典型断面,采用有限元方法对大坝进行渗流分析。结果表明：大坝形成了相对完整的防渗体系;在不同工况下典型断面的渗流场等水头线分布均匀,等水头线走势以及密度基本一致;大坝渗流复核计算结果显示基础渗流量较大,浸润面位置不高,出渗点在排水棱体底部,未在坝坡出渗;出口坡降小于基岩强风化层的抗渗坡降,渗流基本稳定。为相关水库大坝渗流安全评价提供参考。     

杨坪水库除险加固设计分析

文章以杨坪水库除险加固工程为例,对大坝坝肩渗漏、溢洪道淤塞、冲刷、泄洪渠不通畅问题以及输水涵管问题针对性改进,采用填充灌浆技术弥补坝肩渗漏问题,同时修正下游坝坡、设计排水棱体、加固溢洪道,其次进行清淤处理和新建效能设施,将原输水涵管拆除,改为钢筋混凝土箱涵,取得了较好的除险加固效果,给其他类似工程以参考借鉴。     

渗流条件下筑岛围堰的稳定性及应力变形研究

为研究某筑岛围堰工程的安全性,采用有限元分析手段,建立了2种围堰数值模型,进行了渗流稳定、坝坡稳定及应力变形分析。结果表明:在最危险工况下,2种围堰的最大水力坡降均满足渗流稳定要求,同时,上下游坝坡稳定性均能满足规范要求,在施工完成后,沉降变形均在坝高的1%内,满足规范要求,为该围堰施工和安全提供了一定参考依据。     

贴坡排水加高对水库坝体渗流与稳定的影响研究

对土坝下游贴坡式加高过程中面临的渗流、稳定等问题进行计算研究,利用有限元法计算渗流场,比对计算各种情况下的稳定渗流情况,采用简化的Bishop法,考虑孔隙水压力计算坝坡稳定安全系数,对比增加防渗排水设施前后坝体稳定情况。经计算发现,下游贴坡加高会违反防渗原则,导致坝体渗流稳定出现问题。针对可能出现的问题提出了解决方法,最后得出增加水平排水的方案对于降低浸润线最为有效。     

地震荷载下反倾层状岩质边坡倾倒变形破坏规律及数值模拟研究

为了掌握不同地震荷载作用下的边坡稳定性能,采用振动台试验并结合离散元数值模拟对典型反倾层状岩质边坡进行了分析,对地震作用下反倾层状岩质边坡的动力响应特性和变形破坏规律进行了研究。结果表明：1)边坡的顶部和坡面首先出现变形,边坡开始出现层间错动导致最终彻底破坏;2)地震波频率对边坡的变形破坏有着显著影响,不同频率正弦波作用于边坡时,边坡上各个地方的加速度响应状况各不相同;3)在频率较小的正弦波作用下边坡的顶部及坡面浅表部松动变形,在频率较大的正弦波作用下边坡内部出现横向拉张裂缝,拉张裂缝会导致边坡的崩塌溃坏;4)在数值模拟分析边坡的加速度响应情况时,从边坡底部到顶部,随着高程的不断增加,其加速度放大系数增长幅度逐渐增加;5)地震波不仅影响边坡上监测点位加速度响应的大小,同时还对不同高程下其加速度响应变化情况产生影响。研究结果显示了边坡加速度响应数值模拟分析与振动台模型试验结果的一致性,所得结论对工程施工参数设计具有一定的借鉴价值。     

非稳定渗流期解析法在均质土坝浸润线确定中的应用

土石坝浸润线是校核大坝渗流量的重要依据,水库大坝渗流直接影响着大坝的安全稳定运行,当水库水位下降时,大坝渗流形成非恒定流,将大幅降低上游坝坡的稳定性,威胁大坝安全。文章采用解析法确定初始渗流参数,计算出渗高度,最终确定均质土坝在非稳定渗流期的浸润线,并通过工程实例进行验证,方法准确可行,对水库安全运行具有一定的借鉴意义。     

多级加砂各级支撑剂接触对导流能力的影响

明确多级加砂各级支撑剂之间接触的不同方式在不同闭合压力下对裂缝导流能力的影响,对多级加砂压裂设计和改造效果具有重要意义。多级加砂的相关评价研究更多的是对铺置形态的研究而忽略了各级支撑剂之间的接触影响,导致对多级加砂压裂的认知不足。为揭示多级加砂压裂各级支撑剂接触方式对导流能力的影响规律,开展了支撑剂不同接触方式在不同闭合压力下的导流能力相关实验。实验结果表明：3种接触方式的裂缝导流能力大小排列为纵向接触>混合铺置>横向接触。纵向接触位于井筒附近,可以提供良好的导流能力;横向接触由于本身具有较高的渗流阻力,导致裂缝导流能力较低。实验结果揭示了多级加砂压裂裂缝导流能力各级之间不同接触方式的影响,为后续完善多级加砂压裂的优化设计提供指导意义。     

铜陵市郊区红旗站砂基防渗排水设计

铜陵市郊区红旗站基底为深厚透水砂层,建筑物底板易发生渗透破坏。为解决站基渗流排水问题,遵循上防下排的原则,提出前池设置塑性混凝土截渗围封墙、渗流出口设置反滤等处理方案。选取泵站运行过程恶劣工况建立模型,采用Autobank有限单元法进行渗流稳定计算,结果表明天然站基渗透坡降大,远超允许值;防渗加固后,渗流通道基本被阻断,防渗效果显著。设计措施体现了塑性混凝土防渗墙在大中型站闸类工程中施工简单、抗渗性能佳等应用优势,可为类似工程透水地基处理提供借鉴。     

基坑工程的土钉支护技术

土钉支护是用于土体开挖和边坡稳定的一种新的挡土技术,在基坑开挖中,土钉支护现已成为桩、墙、撑、锚支护之后又一项较为成熟的支护技术。由于经济可靠,施工快速简便,已在我国得到迅速推广和应用。 一、土钉支护概述 所谓“土钉”就是置入现场原位土体中以较密间距排列的细长杆件,如钢筋或钢管等,通常还外裹水泥砂浆或纯水泥浆体,特点是沿通长与周围土体接触,以群体作用与周围土体形成一个组合体,在土体发生变形的条件下,通过与土体接触界面上的粘结     

考虑土体空间变异性的土石坝稳定性分析

土石坝稳定性需要考虑土料空间变异性,根据空间随机场理论分析土石坝的稳定性,结果表明:土体黏聚力的变异性对土石坝稳定性影响强于土体内摩擦角;以土石坝安全系数和土石坝失效概率为评价指标,考虑土石坝材料的空间变异性,土石坝安全系数降低,失效概率逐渐提高,因此,考虑土料空间变异性的土石坝稳定性更加合理。     

堆石坝心墙砾石土强度试验研究

堆石坝心墙砾石土强度对坝体治理起到了决定性作用，文章以某堆石坝为研究对象，分析堆石坝心墙砾石土的力学特性及强度变化规律。结果表明：当试样所受的法相荷载较小时，土体结合并不紧密，变化趋势较为显著；随着试样所受荷载的增大，试样内部的土体逐渐质密，法相荷载-压缩系数曲线变化趋势较为平缓。堆石坝心墙砾石土的剪切性能与其所受的垂直应力呈正相关关系，当堆石坝心墙砾石土所受的垂直应力较大时，其剪应力较大。研究结果为堆石坝建设提供参考。     

河北水库大坝基础防渗设计研究

为了提高河北水库高效运行和坝基防渗处理能力,本文首先分析了水库主坝、副坝坝基工程地质条件、坝基渗漏情况与渗透稳定性,随后设计了混凝土防渗墙和高喷防渗墙2种坝基墙体防渗方案,从可靠性和经济性角度确定了粘性土截水槽与高喷防渗墙结合的防渗方案进行工程应用,最后通过渗流计算认定此方案满足防渗要求。对今后类似工程的大坝坝基防渗设计具有借鉴和示范意义。     

某碾压混凝土坝典型坝段三维有限元渗流分析

碾压混凝土坝渗流分析是水工建筑物设计时必须考虑的重要内容,然而碾压混凝土坝浇筑时存在水平施工层面,二维渗流分析方法不易模拟它的渗流特性.借用ANSYS软件中的SOLID70热分析单元可较好实现对碾压混凝土坝体浇筑块、水平施工薄层体以及坝基等三维实体的渗流模拟,文章基于大型通用软件ANSYS中的APDL语言,以某碾压混凝...     

流管法天然裂缝性低渗透油藏数值模拟研究

天然裂缝性低渗透砂岩油藏开发潜力巨大,进行相关数值模拟研究对于保证油田高产稳产具有重要的意义。为实现天然裂缝性低渗透油藏的快速数值模拟研究工作,以反九点井网为例建立概念模型,运用流管法结合等效连续介质模型进行数值模拟研究,绘制渗流模板,建立适合天然裂缝性低渗透砂岩油藏的数值模拟研究方法。将流管法应用于实际区块开展数值模拟研究,与常用软件模拟结果对比,发现流管法结合等效连续介质模型适用于天然裂缝性低渗透油藏的数值模拟研究工作。     

基于滑移线理论的支盘成型过程对桩周土的扰动分析

为研究支盘桩桩型优化设计,就支盘桩单向成型过程对桩周土的扰动进行分析。以滑移线理论为基础,对挤土臂与土体作用进行力学化,建立单向挤压成型过程盘下土体的滑移线场模型,推导不同挤扩角盘下土体的应力场、速度场、土体极限荷载和塑性区分布,探讨成型过程对桩周土体的塑性区影响范围和盘下土体流动规律。结果表明,该模型计算的盘下土体影响深度与周明芳现场试验吻合较好,盘下土体的影响深度为0.47~0.49m;距离挤土臂越远,土体塑性流动速度越小,靠近挤土臂的土体挤密效果更好;土体极限荷载随挤扩过程的进行不断增大。研究结果具有工程应用价值,可为支盘桩桩型优化设计提供参考。     

库水位对心墙坝渗流稳定影响研究

文章以万营水库粘土心墙坝为例,通过数值模拟方法研究了不同库水位心墙坝的浸润线分布、渗流量与防渗墙深度的关系,以及不同库水位和库水位动态变化中坝体的安全系数。结果表明:浸润线在心墙部位会出现明显的下降,随着防渗墙深度的增大、库水位的下降渗流量逐渐减小;防渗墙深度越大、库水位越低、库水位变动速度越小坝坡的安全系数越高。