复合土工膜缺陷渗漏试验的饱和－非饱和渗流有限元模拟研究

介绍了复合土工膜缺陷渗漏量室内物理模型试验以及缺陷渗漏量的经验拟合公式等成果。应用非稳定饱和－非饱和渗流理论和Galerkin有限元法，建立了该试验的三维有限元数值计算模型，对试验工况进行数值模拟。根据物理模型试验试样的轴对称性，选取中心角10度的试样建立精细三维有限元模型，详细模拟了室内试验条件下不同压力水头作用的渗漏在砂土试样中不断发展的过程，并计算了稳定渗漏量。分析比较了数值模型计算成果与物理模型试验结果，两者变化规律一致。可见提出的数值模拟方法可以较好地模拟复合土工膜缺陷渗流场，计算缺陷渗漏量。     

某深厚覆盖层上引水式电站防渗系统优化研究

针对某深厚覆盖层上引水式电站首部枢纽工程坝基覆盖层深厚以及设计防渗方案经济成本过高的问题,根据该工程坝址区的地质结构、地形地貌以及防渗系统设计情况,建立了三维渗流分析有限元模型。首先分析了设计防渗方案下的库区渗流场分布特性以及各建筑物的渗漏量和关键部位的渗透稳定性,结果表明设计防渗方案满足工程要求,其次在设计防渗方案的基础上计算分析了改变防渗帷幕深度及左、右岸帷幕灌浆洞长度变化对渗漏量的影响,并根据分析结果对设计防渗方案进行了优化。优化研究结果表明：库区防渗帷幕深度可以缩短至微透水带与弱透水带中线;左、右岸帷幕灌浆洞长度均可缩短10 m左右。优化方案可在库区总渗漏量得到有效控制的基础上适当降低防渗经济成本。     

裂隙岩体水力劈裂临界水压力试验研究

许多水工建筑物建于基岩上,天然岩体大多存在节理裂隙,在高水压力作用下易发生水力劈裂破坏。为研究裂隙岩体的水力劈裂特性,以水泥砂浆代替岩石、制作预制裂缝试样,研制了高压水密封装置和水压力加载系统,开展了不同缝长和缝宽的砂浆试件水力劈裂试验研究,测定了预制裂缝起裂临界水压力、水力劈裂临界水压力,分析了两者关系,提出了预测表达式。试验结果表明,试件水力劈裂临界水压力为0.441~1.542 MPa,相同条件下,试件水力劈裂临界水压力与初始缝长及缝宽呈负相关关系;预制裂缝起裂临界水压力与水力劈裂临界水压力比值为61.57%~64.17%,与预制裂缝初始缝长和缝宽无关。应用应力强度因子计算公式,综合试验结果,分析得到了考虑预制裂缝宽度影响的裂缝起裂临界水压力和试件水力劈裂临界水压力的计算表达式。     

深埋水工隧洞衬砌渗透压力控制措施研究

我国西部高山峡谷地区水电站工程地下水位高, 深埋水工隧洞衬砌外水压力大, 防渗排水措施要求高。为减小作用于衬砌上的外水压力, 提高衬砌结构的安全性和经济性, 同时减小排水对地下环境的影响, 需要采取合理的围岩防渗排水措施。结合某在建水电站工程, 拟采用固结灌浆、排水孔等防渗排水措施, 建立泄洪洞的三维有限元模型, 精细模拟固结灌浆和排水孔作用, 研究不同方案下隧洞围岩浸润面变化和衬砌所受渗透压力分布规律。结果表明:泄洪洞深部固结灌浆可大幅减少围岩地下水内渗, 有效降低对地下水位的影响, 有利于生态环境保护;排水孔的排水降压作用显著, 可有效减小衬砌所受外水压力。若需兼顾考虑地下水环境影响及有效减小衬砌所受外水压力时, 可采用深固结灌浆联合浅排水孔的处理方案, 且建议固结灌浆范围为5~8 m, 排水孔深度1~2 m。     

大坝安全监控预报中的粒子群模糊聚类算法

将粒子群算法与模糊聚类算法相集成,建立粒子群模糊聚类算法并将其应用于大坝安全监控预报.通过粒子编码形式的确定,将模糊分类矩阵作为粒子.该算法具备粒子群算法的全局和局部搜索能力,充分利用正反馈信息,通过优化迭代计算,确定模糊分类矩阵.通过工程算例表明,该算法的模糊聚类效果与模糊聚类算法相比较优,可用于大坝安全监控预报.     

碾压混凝土拱坝徐变度反演分析方法

徐变对混凝土坝的应力、应变影响较大 ,文章针对沙牌碾压混凝土拱坝埋有正、倒垂线及一定数量应力应变计的特点 ,提出一种反演沙牌坝体碾压混凝土徐变度的方法 ,并研制了相应的计算程序。     

深覆盖层对面板堆石坝面板变形和应力的影响

某高混凝土面板堆石坝坝基覆盖层深度达45~100 m.应用非线性有限元方法.建立了不同设计方案的三维有限元模型,并详细模拟了坝体填筑施工过程和蓄水过程,比较了不同设计方案蓄水期面板的变形和应力的分布规律,以及面板缝、周边缝及其他接缝的变形.结果表明,将混凝土面板堆石坝面板附近的覆盖层部分开挖,让趾板直接坐落在基岩上,有利于改善面板的变形和应力,有利于减小面板缝、周边缝及其他接缝的变形.     

青天河浆砌石重力坝溢流坝段抗震安全评价

根据青天河浆砌石重力坝的工程地质条件,选择溢流坝段建立了坝体和坝基的三维有限元模型,采用三维有限元法和振型分解反应谱法对坝体进行了地震响应分析和安全评价。考虑水工结构物受地震荷载作用的荷载组合,按受拉最不利组合原则组合静态响应和动态响应,从而得到综合的静动力响应,并在此基础上对大坝进行强度和抗滑稳定性分析和评价。结果表明:在地震基本烈度为Ⅶ度时,在静动荷载共同作用下,坝体强度满足规范要求;坝基面抗滑稳定安全系数3.47,大于规范允许最小安全系数,抗滑稳定性满足规范要求,但是坝基承载能力不足,需进行相应的加固处理。     

大坝安全综合分析和评价的理论、方法及其应用

扼要介绍河海大学２０多年来，结合３０多座水电站大坝工程，在应用概率论、模糊数学、混沌理论、分形几何、人工智能、模式识别、神经网络等理论的基础上，开展数学监控模型、参数和边界条件反分析、拟定变形监控指标及大坝安全综合评价专家系统等方面的理论、方法及其应用研究的概况。     

岩溶发育地质条件下的库区三维渗流场分析及渗控效果评价

我国是世界上岩溶地貌分布较为广泛和典型的国家之一,因而在岩溶发育地质条件下建库筑坝成为坝工界普遍重视的技术难题。库址区的渗流分析和控制评价是大坝设计及运行过程中的一个重要环节,对库址区岩土体及水工建筑物的安全和水库运行的经济合理性有着重要的影响。选取某岩溶发育地质条件下的水库大坝工程,结合工程特点,建立反映主要坝体结构和库址区水文地质特征的渗流分析三维有限元模型,采用饱和-非饱和渗流计算理论计算分析运行期库址区渗流场,并研究库址区坝体、坝基及两岸岩体渗流特性和变化规律,进而对工程所采取的防渗体系的合理性进行评价。结果表明：设计防渗体系能够有效降低库址区地下水位,库址区各部位渗透坡降总体较小,能够满足渗透稳定要求,并且在当前防渗系统作用下,库址区渗漏量得到有效控制。