库水位下降速率对土石坝稳定性分析研究

库水位下降过程中,坝体黏性土对水份的吸力作用使得黏性土体内的水份不能及时消散,造成黏性坝体内水位高于库内水位,所发生现象对坝坡渗流、稳定与应力均产生较大影响.以大禾田水库为例,基于饱和-非饱和渗流理论,采用二维有限单元方法,分析库水位下降后的渗流稳定、应力及水压荷载作用下位移变形,分析库水位下降速率对土石坝稳定性的影响,研究结果对水库调度运行管理有一定的指导作用.     

库水位下降时心墙土坝的渗流计算

为研究库水位下降时均质心墙土坝的浸润线位置的变化,在假定心墙不透水的条件下,与传统的浸润线在心墙迎水侧近似水平的假定不同(第一种假定),假设,在无穷远处浸润线与水平线相切(第二种假定),进而得出了水库水位下降时的浸润线变化方程。然后利用Geo-Studio中的渗流模块SEEP/W对计算模型进行了有限元数值模拟,提取了浸润线的位置,并和两种方程计算的结果进行了对比。结果表明,第一种假定计算的到的浸润线位置与数值模拟得到的结果相比整体偏下,第二种假定得到的浸润线与数值模拟结果较为接近。     

水位变化下膨胀土岸坡渗流场和稳定性分析

河水位的升降变化对含裂隙的非饱和膨胀土岸坡稳定性有着显著的影响。水位的变化引起岸坡内地下水位的变化是非饱和到饱和的过程。运用非饱和渗流理论,模拟了在河水位升降过程中膨胀土岸坡暂态渗流场的变化,分析水位变动时孔隙水压力的变化,同时对某岸坡进行了稳定性评价,研究了在水位变化以及裂隙深度变化条件下的岸坡稳定性。结果表明:水位升降对岸坡内部渗流场的影响具有明显的分带性,在经过水位变化过程后,岸坡稳定性有降低趋势,且岸坡表层的裂隙对稳定性的影响没有水位变化的影响大。     

库水位升降与降雨条件下滑坡的渗流及稳定性分析

地下水对库岸边坡的稳定性影响重大,以库区某滑坡为例,通过对滑坡的变形特征和专业监测数据分析,结合三峡库区库水位调度方案及降雨条件,依据非饱和土渗流理论和极限平衡理论,运用有限元分析软件Geo-Studio,对该滑坡设置了8种工况,分析其在145~175 m库水位波动及降雨条件下的渗流及稳定性。计算结果表明滑坡体内地下水位随库水位升降而升降,降雨对滑体后部地下水位有一定影响;滑坡稳定性在库水位上升时减小,且上升速率越大,稳定性系数越小;库水位下降,稳定性系数先减小后增大;降雨条件下,稳定性系数有所减小。所得结果可为库岸边坡的稳定性分析提供一定参考。     

土石坝库水位变化下的稳定性分析

在水利工程中,库水位上升通常会引起坝体内浸润线上移,结构体力学性质改变,对大坝及边坡的稳定性造成巨大威胁,所以对库水位升降下的大坝稳定性分析意义重大。文章结合某黏土心墙坝工程,建立渗流场与应力场相互耦合的三维有限元模型,根据库水位上升的不同速率计算两场耦合与否下的大坝应力变形,分析其变化规律,评价并总结大坝整体的安全稳定性。     

库水位骤降对坝坡稳定性的影响研究

土石坝设计中,坝坡稳定是一个至关重要的项目,库水位骤降对土石坝上游及其岸坡稳定会有较大影响。本文结合基于刚体极限平衡原理的有限元数值模拟软件中的GEO-SLOPE和SEEP-W,以均质坝为研究对象,研究不同骤降速度条件下上游坝坡的稳定性问题。通过计算分析,水位骤降对边坡稳定性产生很大影响,上游边坡的安全系数随着水位的骤降而减小,最后趋于稳定,并且库水位骤降速度越大,上游坝坡稳定性降低越快。     

库水位骤降条件下均质土石坝渗流稳定分析

本文基于Van Genuchten非饱和渗流模型综合分析了土石坝饱和一非饱和渗流,以工程实际为例,研究了水位骤降工况下土石坝渗流稳定问题.结果表明:库水位骤降工况下,上游水位的变化对坝体渗流量的影响较大;库水位急剧降落易使浸润线形成逆向渗流形态,并造成土石坝坝坡稳定性的降低,但是当孔隙水压力消散时间足够长时,上游坝坡稳定性有一定程度的提高.     

库水位骤降下混凝土防渗墙对心墙土石坝渗流稳定的影响

采用混凝土防渗墙对心墙土石坝进行加固,考虑坝体土料的非饱和特性,对加固前后土石坝在库水位骤降情况下的渗流稳定特性进行有限元计算分析,结论如下:当水位骤降时,加固前的坝体中孔隙水来不及排出,浸润线呈"上凸"状,坝顶向上游发生较大变形,上游坝坡形成贯通塑性区,坝坡抗滑安全系数较小.设置混凝土防渗墙后,心墙内的浸润线降低,坝顶位移和沉降变小,塑性贯通区消失,坝坡安全系数增加.计算表明,混凝土防渗墙与坝基相连,在坝体内部形成"纵向增强体",坝体整体刚度增强,抗渗性增强,坝体的变形得到有效限制,坝体的稳定性明显提高.     

水位变化下潜在不稳定坡渗流场及稳定性分析

采用有限元软件GEO-Studio中的SEEP/W对某水库潜在不稳定坡渗流场进行模拟,计算库水位上升、骤降过程中,库岸边坡岩土体内地下水位的分布特征,以及库岸边坡岩土体内各点的水头和水头压力,并由此分析库岸边坡的稳定性。结果表明:Ⅳ号潜在不稳定岸坡在库水位骤升、骤降情况下,出现欠稳定状态,若水位骤升、骤降速度过快,则可能会引起潜在不稳定岸坡失稳,分析结果与岸坡的实际情况基本吻合。     

考虑土工膜缺陷的面膜坝渗透稳定性分析

为研究土工膜缺陷的面膜坝在库水位骤降情况下的渗流特性以及上游坝坡的稳定性,利用Geo-slope软件建立了破损土工膜有限元分析模型,对土工膜不同破损部位以及破损尺寸进行了渗流要素和稳定性分析。结果表明:土工膜破损位置越高,尺寸越大,浸润线抬升越高,渗漏量越大,但后者影响明显小于前者;当库水位高程降落至土工膜破损高程时,存在一个浸润线突然下降的“突变”初始稳定安全系数随着土工膜缺陷位置的变高和尺寸的变大而变小,安全系数总体上呈现先下降,后趋于稳定的规律,但在库水位高程经过土工膜缺陷处,存在一个突然上升的过程。研究成果为面膜坝运行过程中的稳定性评价和治理提供了参考。     

基于强度折减理论的水位下降坝坡稳定性分析

为了能够准确地分析某水库在水位下降期坝坡的稳定性,基于非饱和土流固耦合理论和强度折减有限元法,利用Geo Studio数值模拟软件进行数值模拟,根据模拟结果对该水库在水位下降的情况下进行了边坡稳定性分析。结果表明:水位下降时,由于坝体孔隙水压力消散较慢,水位滞后于库内水位,从坝顶到迎水坡坡脚形成了塑性应变联通区域,特征点位移突变且位移等值线分布密集,表明此处为可能潜在最危险滑动面,并基于强度折减法确定了安全系数值。     

渗流作用对土石坝边坡稳定的影响分析

针对土石坝渗流稳定计算的几种工况进行了理论分析,得出了各种工况下影响边坡稳定的因素及渗透水流对边坡稳定的影响。通过工程实例的边坡稳定计算对理论分析结果进行了验证,得出了一些实用性的结论,对类似工程的设计可提供一些借鉴。     

库水位间歇性下降对堆积体滑坡稳定性的影响

针对库水位快速下降不利于滑坡稳定的现状,提出库水位以间歇性方式下降,即在传统库水位持续性下降分析的基础上,以三峡库区某一堆积体滑坡为例,利用Geo-Studio软件详细分析了在库水位不同间歇时间和多阶段间歇下降条件下堆积体滑坡稳定情况。结果表明库水位实行间歇性下降,间歇时间有助于滑坡体内孔隙水压力消散,减小库水快速下降引起的地下水回落的滞后性,有利于水力梯度降低;相比库水位持续性下降,滑坡稳定性得到提高,但稳定系数与间歇时间并不呈正比例关系;在库水位实行多阶段间歇性下降后,提高的程度明显增大,达到5%以上。为了使滑坡稳定性提高的效果达到最佳,应合理地安排库水位下降和间歇时间。     

库水位骤降时坝坡稳定性分析研究

库水位下降过快往往引起坝坡上游失稳。为了研究库水位骤降条件下坝体稳定性受非稳定渗流场的影响情况,采用有限元法,考虑非饱和区的影响对坝体非稳定渗流场进行模拟。利用得出的瞬态渗流场分布等结果,运用极限平衡法对坝坡稳定性进行计算分析。结果表明：非稳定渗流场分布影响上游坝坡稳定性;水位下降速度越大,上游坝坡稳定性降低速度越快,...     

库水位骤降情况下土石坝坝坡稳定分析

库水位骤降时,土石坝坝体内浸润线高于库水位,较高的孔隙水压力和渗透力会导致上游坝坡失稳。英布鲁水电站土石坝设计过程中,采用饱和与非饱和渗流模型的有限元法分析得到库水位骤降条件下土石坝的非稳定渗流场,采用极限刚体平衡法计算得出上游坝坡的安全系数。结果表明:英布鲁水电站土石坝在水库敞泄时,上游坝坡的安全系数不满足规范要求;库水位按设计推荐的库水位降落速度控制,上游坝坡的稳定安全系数满足规范要求。     

库水位下降对新集水库均质土坝渗流及稳定性影响分析

针对库水位下降对土石坝坝体滑坡的影响,以新集水库均质土坝为研究对象,基于非饱和土体渗流的基本理论,分析了不同速度库水位下降条件下,均质土坝非稳定渗流场的变化规律,计算了在渗流作用下坝坡的安全系数,分析了水库从35 m正常蓄水位以速度0.1 m/d、0.5 m/d、1 m/d、3 m/d、6m/d、10 m/d下降到5 m最低水位坝体内浸润线和坝坡稳定性,得到了坝体内浸润线及坝坡安全系数随水位下降速度的变化规律,以期为新集水库坝坡的渗流稳定分析及正常运行提供参考。更多还原     

渗流作用下土质边坡稳定性分析

分析了渗流对土质边坡稳定性的重要影响。根据渗流力作用原理,建立起渗流作用下土坡稳定性的求解方程,并结合工程实例验证了该法的合理性,为边坡工程的稳定性分析提供参考。     

库水长期升降作用下库岸边坡稳定性研究

选取三峡库区典型库岸的砂岩进行“浸泡-风干”循环试验,模拟库水升降条件对库区水位变幅区岩石强度的影响。根据岩石试验结果和岩体RMR法推算出经历不同水位条件下岩体参数劣化规律,并通过数值模拟研究变幅区砂岩的劣化对库岸典型滑坡区库岸稳定性的影响,分析库岸边坡在库水长期作用下演化规律。研究表明水位升降过程对变幅区岩体质量的劣化作用较为明显,会导致库岸边坡破坏的时间大为缩短;库岸坍塌破坏过程与此类滑坡稳定性有直接的联系,可能最终会导致此类滑坡复活。研究成果可为库区内此类滑坡长期稳定性分析提供参考。