引水隧洞三维渗流场分析研究

根据工程水文地质条件,建立引水隧洞渗流有限元计算模型。确定数值模拟边界条件,结合区域内的抽水和压水试验数据,采用反演分析算法计算初始渗流场,分析了引水隧洞开挖前后各区域段的初始渗流场分布规律并进行初步分析。     

乌溪水库工程地下水渗流场数值模拟研究

长水工隧洞在施工和运营过程中改变了隧洞区周边的地下水状态,会造成隧洞中涌水以及高压输水过程中的泄露等问题,水库蓄水后库区、下游区地下水位变化或引起滑坡、土壤盐渍化和沼泽化等问题,需要对地下水渗流场进行详细分析与预测。针对乌溪水库工程,利用HYDRUS2D软件进行数值模拟,对隧洞区地下水压力、渗流量和蓄水后水库区、大坝下游区地下水位变化进行定量预测,为项目建设提供重要技术支持,取得了良好效果,可为其他类似工程提供借鉴。     

高压引水隧洞渗流分析研究

应用FLAC3D程序对可卡可多辛克雷尔水电工程两条高压引水隧洞三种工况的渗流场进行了数值仿真计算,研究了高压引水隧洞采用透水衬砌设计时,渗流场中水压的变化情况。结果表明:固结灌浆对降低隧洞的渗透压力有显著效果,一定要保证灌浆深度和质量;在施工完建期和检修期,隧洞的外水压力明显大于内水压力,充水运行期内外水压差别不大;检修期,放空速度对于引水隧洞的孔压变化情况有着十分显著的影响。     

基于参数优化的非饱和尾矿砂渗流场解析解研究

为研究渗流稳定后非饱和尾矿砂含水率的空间分布规律,从而为更准确的尾矿坝安全评估提供基础性资料,首先从非饱和渗流的Richards方程出发,在对方程形式和求解区域简化之后,通过解析的方法得到了含水率空间分布公式,公式具有无穷级数的形式。然后通过自行设计的仪器进行了尾矿砂二维非饱和渗流试验,得到了含水率在水平和竖直方向上的分布规律。试验结果表明:在两个方向上含水率的分布都近似服从指数函数。最后在结合测量数据的基础上利用混沌粒子群优化算法(CPSO)编制程序算出求解方程过程中引入的常数,并利用所得模型计算了测量点处的含水率。通过对比发现含水率理论值与实测值较为相近。     

隧洞开挖渗流场变化对滑坡稳定性的影响数值模拟分析

为研究隧洞开挖对滑坡渗流场、坡体变形及稳定性的影响,在对某滑坡滑体物理力学及水理性质进行研究的基础上,采用Modflow有限元差分三维软件对隧洞开挖前后的地下水位进行数值模拟计算,分析隧洞开挖后渗流场的变化,并以此结合Geo-Studio软件对滑坡处于天然及开挖情况下水位变化后的稳定性及变形进行了分析研究。结果表明:隧洞开挖后地下水渗流场发生改变,隧洞开挖处产生明显涌水现象,开挖2 a后地下水位降低约20 m,开挖区形成明显“落水洞”,地下水位变化主要体现在滑坡前缘;隧洞上部2^#次级滑体在抗滑力减弱和有效应力增大的双重作用下变形加剧,其下滑带动1^#次级滑体变形。隧洞上部2^#次级滑体最大变形量12.42 cm,但滑坡的稳定性变化较小。     

基于MIDAS/GTS的高压隧洞渗流场与应力场耦合分析

MIDAS／GTS是针对岩土和隧道的有限元分析软件,利用该软件结合广东省惠州抽水蓄能电站工程,对高压隧洞渗流场与应力场耦合分析进行了数值模拟,并与其他程序计算结果进行了对比分析,验证了MIDAS／GTS软件计算结果的可靠性和实用性,可将其应用于同类工程渗流场与应力场耦合分析中。     

地下引水隧洞施工期渗流分析

地下水位较高的引水隧洞开挖易受隧洞周围渗流场影响,存在渗透破坏风险。为研究高地下水位下施工期隧洞渗流场演变规律,以西霞院穿沁隧洞为依托,建立隧洞施工期三维渗流有限元分析模型,开展隧洞五个主要施工阶段渗流分析。结果表明:各施工阶段隧洞渗流场分布规律合理,检修井施工对原渗流场位势分布影响较大;沁河正常蓄水位下,各施工阶段隧洞渗流稳定满足要求;当水位上升至设计洪水位时,洞身开挖至６８４ｍ和１２５７ｍ阶段,最大渗透坡降超过土体允许渗透坡降,施工时应错开沁河高水位时期,并做好渗控措施;沁河正常蓄水位下各施工阶段隧洞渗流量最大单宽流量为２．７７ｍ２／ｄ,随水位上升,流量增加明显;隧洞各阶段施工前后,计算区域最大渗透坡降和单宽流量有所增加。研究成果可为相似引调水工程的设计和施工提供依据。     

地下厂房复杂渗流场数值分析及工程应用

以某抽水蓄能电站地下厂房为例,探讨了渗控措施对地下厂房洞室围岩渗流特性的影响。依据裂隙岩体等效-离散耦合模型,结合固定网格虚流量法和排水子结构法,建立了大型地下洞室群的渗流有限元模型;对采用防渗帷幕和排水孔幕等渗控措施的地下洞室群围岩,在不同工作条件下的渗流进行了分析。计算结果表明:渗控措施对洞室群围岩的渗流起到了良好的控制作用。计算结果可为类似工程设计提供理论依据和指导。更多还原     

引大工程盘道岭隧洞渗流计算浅析

渗流学科是一门涉及多种学科领域的新兴边缘学科。目前已有的文献资料中，尚无对无压输水隧洞进行（横向）渗流计算的先例。笔者以引大入秦灌溉工程盘道岭隧洞4#斜井下游工作面区段围岩为例，阐述如何建立较合理的数学模型及必要的边界条件假定，将隧洞衬砌及洞周围岩的渗流计算概化为无限深透水地基上有铺盖心墙土坝的渗流计算，从而确定不同流量时在衬砌和周边围岩中形成的浸润线范围及所需时间，以便确认隧洞通水运行后，是否会因内水外渗导致洞周围岩软化，强度降低，危及围岩及衬砌结构的稳定和隧洞安全运行。     

水库渗流稳定性的二维有限元数值模拟研究

对已建某水库做稳定性评估,结合实际工程,利用MIDAS/GTS有限元软件,对水库评估工程进行了二维有限元数值模拟,分析其渗流总水头、空隙压力及流速等,并对实际工程进行跟踪调查,结果表明,二维有限元数值模拟计算结果与工程实际渗流总水头、空隙压力、流速等较为相似,其结果对类似水库评估具有一定的参考价值。     

裂隙岩体的渗流场与损伤场耦合分析模型及其工程应用

利用流体扩散能量叠加原理，建立了裂隙岩体介质的渗透张量数学表达式。综合运用断裂力学和损伤理论，探讨了复杂应力状态下多裂隙岩体的本构关系以及压剪裂纹的启裂准则，建立了裂隙岩体在压剪，拉剪应力状态下损伤演化方程，给出了裂隙岩体损伤场与渗流场耦合方程。在此基础上，用已编成的有限元计算程序对三峡永久船闸高边坡稳定性进行了分析。     

考虑渗流及软化效应的深埋引水隧洞围岩弹塑性分析

为研究圆形引水隧洞围岩的塑性区及应力分布情况,应用弹塑性力学,考虑渗流及应变软化的影响,采用统一强度准则,推导了圆形隧洞围岩各分区应力场以及塑性区半径的解析解,结合工程算例分析,得到围岩软化、渗流作用、中间主应力系数对隧洞切向应力和塑性区半径的影响规律,同时通过定义不均匀渗透系数,分析了不同方向上孔隙水压力分布规律.研...     

大伙房水库输水工程隧洞弃渣处理

辽宁省大伙房水库输水一期工程,是解决水资源不均衡的调水工程,辽宁省大伙房水库输水一期工程主体隧洞开挖弃渣的处理和利用,采取了切实可行的防护技术措施,保证了渣场的稳定,同时将符合规范要求的石料用于不同的用途,变废为宝。     

文登抽水蓄能电站地下洞室群复杂渗流场的数值模拟分析

文登抽水蓄能电站由引水系统、地下厂房系统和尾水系统以及上下库组成。复杂地下厂房洞室群、上下库大坝防渗系统以及压力管道上方的平洞和密集排水孔幕构成了文登抽水蓄能电站复杂的防渗排水系统。采用GWSS（Ground water Simulation System）软件对文登抽水蓄能电站工程区复杂的渗流场进行了数值模拟分析,重点研究了抽水蓄能电站正常运行后工程区复杂渗流场特性、引水系统管道的外水压力和上水库防渗效果。研究结果表明：在高压隧洞下水平段上部设置排水洞和排水孔幕的排渗方案,对引水管道和岔管具有显著排水降压作用,使该区域的渗控效果满足要求。     

二维三维渗流计算在工程中的联合应用

建立二维或三维模型进行渗流计算是目前用来研究岩土工程中渗流问题常见的两种方法。以某工程围堰作为研究对象,分别采用上述两种方法对土石围堰的渗漏进行了计算分析。通过对围堰渗流量、渗流流速、渗透坡降、浸润面等表征渗漏的特征值进行对比,结果发现,二者存在一定的相合性和互补性,指出只有将二维模型和三维模型的计算结果结合起来,才能更好地反映工程实际。     

考虑地下水渗流影响的衬砌隧洞弹塑性分析

考虑地下水渗流场的作用,将含水围岩作为两相介质体,视外水压力为渗透水作用在围岩和衬砌应力场中的体积力,分别考虑围岩与衬砌的渗透系数,并基于岩体应变非线性软化特征,对衬砌隧洞进行弹塑性分析,得到了渗流场作用下围岩与衬砌的应力和位移解析计算式,并得到围岩开始产生屈服的极限应力。计算表明,当考虑渗透水压力作用时,围岩径向应力和切向应力都增大,并使围岩塑性区扩展;当隧洞围岩、衬砌材料的渗透系数差异显著时,不能简化为等渗透系数处理。     

土工膜防渗低水头平原水库渗流场及膜体稳定性

针对平原水库土工膜稳定及渗漏等问题,结合珠江三角洲某土工膜防渗平原水库实际工程,建立渗流有限元模型,模拟施工和运行过程中土工膜破损和缺陷情况,分析土工膜缺陷对库底土工膜膜体稳定性和渗漏量的影响。结果表明:平原水库库内未储水时,土工膜缺陷对平原水库渗流场和库底土工膜稳定性的影响甚微;当库内及外江水位均处于高水位时,缺陷处膜下压力水头最大,但土工膜仍可维持稳定;当土工膜缺陷距离排水盲管30m,且缺陷孔径为0.5~3.0cm时,孔径变化对缺陷处渗漏量的影响较小,但缺陷数量和位置对缺陷处总渗漏量影响显著。