高压大流量地下水隧道开挖超前帷幕注浆参数研究

锦屏水电站锦屏山隧道开挖中面临高压大流量地下水、且富水地段长(约占隧道全长的40%)的难题。为安全、可靠地进行隧道施工,以注浆材料的适应性、超前帷幕注浆的参数及工艺为研究对象,对浆液做了大量配合比试验,分析其流动性、物理力学性能和凝结时间。研究结果表明:用纯水泥进行单液浆帷幕注浆,其可注性好,可大大地提高注浆加固效果;纯水泥+双液浆对局部小的渗漏水具有很好的封堵效果。对于低于2 MPa的压力水,注浆压力取2~3倍的静水压力;对于高于5 MPa的压力水,注浆压力取净水压力加2~3 MPa。对于在2~5 MPa之间的压力水,注浆压力可灵活选取,但不宜超过7 MPa,注浆应采用孔内循环灌注的方式。地下水发生在断层破碎带时,超前帷幕注浆宜采用全断面帷幕;若出水段以溶蚀裂隙、断层、管道为主宜采用有针对性的局部超前帷幕注浆。该技术成功解决了锦屏山隧道高压大流量地下水封堵的难题,对富水地层地下隧洞施工具有重要参考价值。     

波浪对渤海近岸海冰冲击作用的数值模拟

海冰在波浪冲击作用下可能会发生断裂,通过数值模拟定量地描述波浪引起的海冰断裂对海工结构的运行安全以及分析海冰断裂处海水与大气之间的热交换有重要作用。该文利用建立的三维数值波浪水池,将海冰视为刚性平板,结合渤海冬季海冰、波浪的相关参数,研究海冰受波浪冲击的垂向冲击力、水平冲击力、弯矩和最大弯曲正应力随波高、冰长及冰厚的变化规律;并结合渤海海冰的弯曲强度,推断海冰发生断裂的极限参数,结果表明:在渤海海域某些特定条件下,海冰断裂极限波高、冰长和最小冰厚分别为0.504 m、4.273 m和0.098 m。     

基于应力-渗流-损伤耦合模型的重力坝三维水力劈裂数值模拟

裂缝的高压水力劈裂是混凝土高坝安全评估的重要部分。目前,重力坝水力劈裂的数值模拟绝大多数是二维的,对于坝体上游面经常出现的竖直裂缝的三维水力劈裂的数值研究几乎为零。本文提出一种应力-渗流-损伤耦合模型,用于混凝土重力坝三维水力劈裂的模拟。采用该耦合模型,模拟了一个内置裂缝的圆柱体试件的水力劈裂,数值结果与试验结果吻合很好,验证了所提耦合模型的合理性。在此基础上,采用该耦合模型,进行了国内某混凝土重力坝三维水力劈裂的模拟,数值模拟得到的损伤区域与设计院根据安全监测实测结果得到的范围基本吻合。研究结果表明:本文耦合模型可以方便、有效地进行重力坝三维水力劈裂的模拟,评估表面裂缝的危险程度。     

高陡边坡深部卸荷张拉裂缝的成因机制探讨

在高地应力地区,一些特定的高陡边坡,其内部发育有大量的深部张拉裂缝,水平深度可达200 ~300 m,甚至更深,超出了工程经验中对卸荷改造规律的认识,合理解释这一特殊的工程地质现象成为工程地质学的新课题。通过对前人研究成果的分析和总结,从边坡岩体的赋存环境、岩体结构和地质构造等方面,对深部张拉裂缝的成因机制进行了进一步的探讨。从现阶段的研究结果看,这种深部卸荷张拉裂缝对边坡稳定性只是产生局部的影响,但这些深部裂缝在内动力作用或充水的条件下,裂缝可能会进一步扩大发展,对边坡的稳定性起到控制作用。     

非参数投影寻踪回归在土石坝震损裂缝预测中的应用

根据汶川地震中绵阳市受损土石坝的实测数据,以大坝所在位置的地震烈度和地震发生前大坝的性态等因素作为预测因子,构造出土石坝震损裂缝预测的投影指标,采用可变阶的正交Hermite多项式拟合岭函数,并用单纯形算法优化投影指标函数,进而构建基于投影寻踪回归分析的震损裂缝预测模型,并将其用于该地区96座震损土石坝进行裂缝预测.将...     

基础换填法在南水北调北汝河倒虹吸工程中的应用

北汝河倒虹吸工程的构筑物建基面位于地表下18m深的粘土岩层上,该岩层的不规则裂隙导致施工降排水效果不佳,该问题一度困扰施工进展.在充分对比、分析及论证的基础上,提出了基础换填方法,有效解决了这一难题,为工程赢得了时间和效益.     

超高密度电法和激电法在河北某地找水实例分析

通过介绍由澳大利亚引进的全新超高密度电法反演系统对河北省行唐县几个村庄的地下水勘查实例,对新兴的超高密度电法与传统的大功率激电测深法相结合的方式在太行山灰岩地区基岩水勘查的应用进行了可行性分析。高密度电法工作效率高、探测速度快,而大功率激电测深法探测精度高。二者有机结合,既可以提高工作效率、又可以互相印证,是一种很好的综合物探地下水勘查模式。通过平行布置电阻率测量剖面的工作方式很好的把控了破碎构造的走向,圈定了富水异常区,并最终取得了很好的勘探效果,实践证明该电法组合的勘探方式在同类地区中进行地下水勘查是很有推广价值的。     

多场耦合作用下高混凝土坝水力劈裂研究综述

阐述了混凝土结构水力劈裂的研究现状,结合多场耦合作用下高混凝土坝水力劈裂研究中存在的问题,从水工混凝土结构水力劈裂理论、试验技术、数值模拟和不同耦合条件下裂缝扩展研究等方面归纳了国内外的研究成果,提出了多场耦合作用下高混凝土坝水力劈裂试验仪器设备研制、试验测试技术、多场耦合作用下裂缝扩展机理及耦合机理、考虑结构裂缝任意性的数值模拟技术等尚待进一步研究的问题。     

用改进扩展有限元法研究重力坝强震断裂过程

采用改进的扩展有限元法(Extended Finite Element Method,XFEM),即引入虚结点的XFEM,在静力功能基础上实现了动力断裂分析功能,并用于强震中结构多条裂缝的同时扩展分析。采用混凝土Ⅰ型和Ⅰ-Ⅱ混合型动力断裂试验进行了精度验证,然后将该方法应用于Koyna坝的地震开裂分析。结果表明,这一方法在求解混凝土Ⅰ型和Ⅰ-Ⅱ混合型动力断裂问题方面具有良好精度,其避免了网格不断重剖分的问题,也无需采用开裂单元的子域积分来描述非连续位移场,即可实现单元内连续断裂过程的模拟。     

枕头坝一级水电站工程枢纽布置设计

枕头坝一级水电站枢纽由挡水、泄水、电站等建筑物组成。施工导流方式和导流建筑物与泄洪建筑物的结合是枢纽布置的关键问题。结合地形地质条件及各建筑物的结构特点,并考虑枢纽布置、泄洪消能条件、施工条件、经济、安全等要素,重点介绍了枕头坝一级水电站首部枢纽布置设计及比选过程。经过分析论证,最终选择了左岸引水发电建筑物+右岸5孔泄洪闸（其中3孔位于导流明渠内）的枢纽布置方案。