涵洞形状对堤坝中涵洞附近水力压裂潜在风险的影响

Influence of culvert shape on potential risk of hydraulic fracturing near culvert in embankment

水力劈裂通常被认为是导致大坝溃坝和渗漏的主要原因之一。当坝体中的应力低于水压时,坝体会发生水力劈裂,从而导致坝体裂缝的发展。这种现象与涵洞的结构形状密切相关。本研究的目的是利用有限元法探讨涵洞形状与土石坝涵洞附近水力劈裂之间的关系。通过大量的数值分析,确定了不同形状涵洞周围的应力分布。通过将正应力和水压进行比较,预测了水力劈裂发生的可能性。结果表明,箱形涵洞附近可能会发生水力劈裂。此外,涵洞顶部带有倾斜倒角或圆弧倒角的箱形涵洞同样也可能会发生水力劈裂。但是,在具有斜墙的涵洞中,当斜墙的梯度等于或大于0.4,水力劈裂发生的可能性会降低。