滨海淡水人工湖设计关键技术研究

滨海地区蒸发量大、砂性土渗漏严重、河道及地下水大多为咸淡水,如何选择合适水源和防渗方式,对于人工湖水位和水质维持至关重要。文章以海南省某高校滨海新校区人工湖设计为例,采用自然降雨为主、中水应急的补水方式,湖底铺设防渗粘土,出口设置两级堰坝形成补水池,实现了人工湖淡水蓄水和水位维持,满足观赏鱼类、微生物和水生植物生长形成自然水质净化系统,研究成果为滨海人工湖建设提供参考。

无粘性粗粒土大型水平渗透试验研究

采用自行设计大型水平渗透试验装置,对某枢纽工程坝体填筑料进行了原级配水平渗透及渗透变形试验。结果表明,随着粗料含量的增加,土体骨架作用增强,水平渗透系数有所增大;粗料含量为65%~75%时,粗粒土水平渗透系数及抗渗强度发生显著变化,临界水力坡降与水平渗透系数存在一定负相关,随着水平渗透系数增大,临界水力坡降减小。

粘土心墙坝除险加固技术方案及要点研究

我国水资源丰富,但河流湖泊空间、时间分布方面,各地区存在极大差异,且人均占有量远低于世界平均水平。为了起到防洪、供水、发电、灌溉等作用,我国从20世纪50年代起开始大兴水利,水利工程数量直线攀升。随着运行服役时间的增加,大量早期修建的水库大坝工程出现了不同程度的病害问题,甚至对水库功能的正常发挥造成了影响,不利于运行管理。为此,结合具体案例,在全面了解水库大坝病险问题的基础上,提出了两种不同的加固方案,最终确定拆除重建防浪墙,以此保证大坝运行正常、稳定、安全。

分淮入沂整治工程典型堤段垂直防渗体防渗效果分析与评价

随着堤防加固技术的进步,垂直防渗加固在众多堤防中得到广泛应用。但由于地质条件的复杂性及工程的隐蔽性,在垂直防渗工程完成后,其防渗效果难以检测与评价。依托分淮入沂整治工程,通过数值模拟方法分析了垂直防渗体的存在、防渗体铺设深度、防渗体完整性及防渗体缺陷位置等对堤防渗流场的影响,以溢出点水力梯度为评价指标,通过与土层允许水力梯度的比较来评价垂直防渗体的防渗效果。结果表明:堤岸经垂直防渗处理后在防渗体后的水头明显下降;防渗体进入堤防黏土层比防渗体未插入黏土层有更好的防渗效果;垂直防渗体存在缺陷时,会引起防渗体后浸润线明显抬升;在溢出点处所有工况的水力梯度都小于允许水力梯度,整个防渗工程防渗效果显著。

大容山(高垌)水库均质土坝防渗设计

大容山(高垌)水库主坝为均质土坝,由于清基不彻底、坝体填土压实度和渗透系数不满足规范要求、坝基岩土渗透系数不满足要求,虽经1961年至1997年五次加固,坝体和坝基仍渗漏严重。为此,采用坝体塑性混凝土防渗墙与坝基帷幕灌浆进行防渗处理相结合的加固方案。经核算,加固后浸润线明显降低,渗漏量明显减少,防渗效果显著。同时对溢洪道、输水设施、管理设施、进库上坝公路等,进行全面彻底的加固和改扩建,使其功能和效益得到充分发挥。

西霞院工程防渗系统设计

西霞院工程是一座以反调节为主,结合发电,兼顾灌溉、供水等综合利用的大型水利枢纽工程。土石坝坝体采用复合土工膜斜墙防渗,坝基采用垂直混凝土防渗墙防渗。渗流计算结果表明:土石坝段坝坡渗透稳定性没有问题,但施工期间要严格控制反滤料的级配和施工质量,以确保大坝安全;泄洪闸坝段为确保闸基渗流安全,在海漫末端、消力池底板下的排水暗管周围均设反滤体,以防细颗粒流失,保证工程安全。

考虑渗透系数变化的地下结构温度-渗流耦合分析

地下岩体的温度随着深度的增加呈逐渐上升的趋势,在地下水的作用下,岩体温度-渗流耦合作用明显。分析了地下岩体温度场与渗流场间的相互作用效应,考虑流体渗流和岩体骨架本身的热传导作用以及温度梯度所产生的渗流作用,并计入温度对水体运动粘滞系数及岩体渗透率的影响,给出了完整的基于连续介质模型的地下岩体温度-渗流耦合数学模型。借助多物理场耦合软件CM,运用该耦合模型对某核废料地质贮存模型进行了双场耦合分析,分析结果显示,考虑温度-渗流耦合作用后,对废料地质贮存区附近的围岩稳定性产生了不利影响,需引起足够的重视。

盾构掘进、离开施工阶段对地表变形的影响范围及量化预测

针对盾构掘进中、离开后施工阶段,依据土体弹塑性应力-应变关系进行分析,准确预测地表变形量及影响范围具有重要的理论意义和工程应用价值。在导出隧道周围土体塑性松动圈范围的基础上,提出了盾构掘进中、离开后土体内产生的复合滑动面平面段与水平面夹角分别成45°-φ/2和45°+φ/2(φ为内摩擦角)的结论,推导了土体呈主动、被动状态复合滑动面安全系数Fs公式,并利用随机搜索法,找出可能的滑动面,量化确定盾构掘进、离开阶段横向扰动影响范围。盾构掘进中,地表隆起因盾构上部土体发生剪切位移引起,通过直剪试验曲线中控制应力τ1、τ2、τ3及不同阶段剪切模量Ge、Gp1、Gp2,并依据τ-l曲线控制应力τ1、τ2、τm及相对应的距离l1、l2、lm。推导出剪切位移公式,预测地表隆起量;盾构离开后,地表沉降由盾构上部土体卸荷产生的负超孔隙水压力消散引起土体固结所致,应用修正剑桥模型中土体剪切应变预测沉降量。以武汉过江隧道为工程案例,对地表变形影响范围及隆沉量进行量化计算,得出盾构不同施工阶段横向扰动影响范围、地表隆起量与工程实测值吻合较好,卸荷沉降预测值与总沉降实测值趋势一致。

丹江口混凝土坝渗漏性态分析

丹江口水利枢纽是一座已运行了 30多年的重力坝 ,南水北调一期工程的大坝加高即将实施 ,相应增加的高库水位对坝基和坝体的渗漏都将会产生一定的影响。为掌握丹江口混凝土坝坝体和坝基所受的渗透力作用的变化、坝基防渗的效果 ,根据多年渗流监测原型观测资料 。

透水滤芯渗井技术及其在城市海绵化改造应用研究

为缓解雨季严重的城市内涝,提出了一种使用范围广、满足低影响开发理念且成本较低的滤芯渗井技术,即以既有地层作为蓄水海绵体的地下水库,在土层中埋置竖向透水混凝土滤芯技术方法将透水滤芯埋入土体内部,降雨时能将雨水快速引入深层土层,从而达到消减径流的目的。透水滤芯由碎石、废弃混凝土、水泥等材料加钢纤维预制而成,由布置方式和间距确定渗透滤芯的位置和长度。通过开挖滤芯孔洞并在指定渗井孔下方打孔放置水位计进行原位试验监测地下水位变化,同时,基于Midas开展数值仿真进行对比分析。研究表明:(1)滤芯的埋置能有效提升雨水入渗速率,提升土体饱和速率,在大暴雨条件下不会出现明显积水现象;(2)随着降雨时间的不断增大,土体饱和度亦不断增大,场地中心区域滤芯能更有效地实现雨水渗流路径规划;(3)在同一个入渗装置处,随着土层的深度增加,孔隙水压力值越高,土体的饱和程度增加的速率越快。总之,该技术可在城市老旧小区改造中进行推广应用,减小其雨季地表径流进而缓解城市内涝压力,使城市建成区更加符合海绵城市建设理念。

八岔段堤防渗流模拟模型分析与构建

八岔段地属三江平原,地势低平,2013年同抚大堤在八岔段发生溃口,洪水淹没同江市和抚远县部分耕地。针对2013年洪涝灾害暴露出的问题,2015年对同江段堤防工程进行了修建。但是新建堤防工程之后,未进行过洪水检验,所以设定洪水情景对八岔段堤防工程进行渗流稳定模拟与分析是非常必要的。文章主要研究的是八岔段堤防工程的渗流稳定问题,选用加拿大GEO-SLOPE公司GeoStudio2007软件的SEEP/W模块进行模拟。设计洪水H=45.45m情景下进行稳定渗流分析计算,然后选用正常洪水位H=44.0m以及超百年一遇洪水位H=46.3m对该模型进行验证并对结果进行分析。最终得出结果如下:洪水情景为设计洪水H=45.45m的情况下,八岔段桩号为1+300处堤防能完成挡水任务;洪水情景为正常水位H=44.0m的情况下,该处堤防能较好地完成挡水任务;洪水情景为超百年一遇洪水位H=46.3m的情况下,该处堤防不能完成挡水任务。

防渗处理设计在水库除险加固工程中的应用

广东地区某水库的6座均质土坝,始建于1958年春,1960年冬建成投入运用。自运行以来多次出现渗漏等险情。由于工程严重老化,年久失修及城市建设对其有效库容的挤压侵占,使水库存在防洪标准低、病险严重问题;水库控制水位运行引起水库消涨带裸露、蓄水量不足等问题,影响了其美化城市、蓄水灌溉等功能的发挥。更为重要的是由于防洪能力的不足,水库一旦失事,对城区居民的生命财产安全将造成无法估量的损失。因此,防渗处理设计成为一个很重要工作。

堤防渗流稳定计算的探讨及应用

堤坝渗流破坏问题是堤坝破坏的主要原因之一,Autobank软件采用先进的有限元技术,运用自动网格划分的方法对堤坝进行渗流稳定分析计算,从而确定堤坝的浸润线位置,溢出点高程、渗流量以及各种工况下堤坝上下游边坡的安全系数,对堤坝在渗流作用下的安全性进行评估,为工程设计提供相关依据。

水工隧洞混凝土渗漏处理

在地下水丰富的地质条件下,全断面混凝土衬砌埋藏式水工隧洞,二次衬砌混凝土施工缝、变形缝以及裂缝等薄弱位置易产生渗漏,影响衬砌结构的运行安全,因此必须采取有效可靠的防渗漏处理措施。

希尼尔水库坝基防渗墙抗溶蚀耐久性试验研究

在室内模拟条件下,对新疆希尼尔水库坝基塑性混凝土防渗墙和水泥土防渗墙进行了渗透溶蚀试验。结果表明,塑性混凝土和水泥土在渗漏情况下会产生CaO溶蚀,且具有相似的溶蚀规律。对溶蚀前后试样的微观结构和差热分析表明,塑性混凝土、水泥土经溶蚀后均出现水化产物分解、结构疏松、密实度下降的情况。塑性混凝土和水泥土防渗墙耐久性的评价结果为,水泥土的抗溶蚀耐久性优于塑性混凝土,估算的安全使用年限均在100年以上。

昌马水库大坝浸润线观测分析

通过多年来对昌马水库大坝浸润线以及坝基、坝肩绕渗观测分析,拦水大坝通过采用壤土心墙、砼防渗墙、帷幕灌浆等防渗措施,防渗效果良好,坝体渗流场稳定;渗流经心墙后迅速通过排水设施(预定通道)排入坝后河道。两坝肩渗流场稳定,岩体内渗流水位偏高,需持续加强观测分析,密切注意动向。

湾头水利枢纽工程枢纽拦河闸坝基础处理

着重介绍了在初步设计阶段,通过对湾头水利枢纽工程拦河闸坝基础处理比较的相关因素的分析,确定其基础处理方案的过程。

尾矿坝设计中排渗措施的应用

在水土保持设计工作实践并结合其他尾矿坝工程项目基础上介绍了如何应用不同类型的排渗措施,以降低坝体浸润线,加速尾矿排水固结,提高坝体稳定安全的设计等方面经验和体会。

万载县三十把水库大坝防渗设计与施工

三十把水库是江西省宜春市重点病险水库,由于大坝的特殊性,采用了反循环回转钻造塑性混凝土防渗墙接帷幕灌浆和粘土斜墙进行除险加固.

山美水库大坝浸润线分析及灌浆处理

通过对山美水库大坝代替料中形成的"实际浸润线"进行分析,可见代替料内水位受心墙上部渗透和两岸渗流的影响明显。灌浆处理的效果证实,采取防渗帷幕灌浆处理和岸坡排水的"上堵下排"方案,对绕坝渗流的控制作用明显。