三维有限元渗流模拟计算在水库安全评价中的应用研究

本文先介绍了有限元在土木工程中的发展过程以及渗流研究现状,然后以云南省允楞水库为例,对水库安全评价中的渗流分析进行三维有限元渗流模拟计算,计算结果跟实测值比较,说明三维有限元渗流模拟在渗流分析中的可行性。

三维有限元渗流模拟计算在蟒河口水库防渗设计中的应用

蟒河口水库工程天然来水量较小,开发目标高。采取有效的防渗处理措施才能保证水库开发要求的蓄水量。在本工程中,采用三维有限元渗流模拟计算对防渗处理措施进行复核。根据对计算结果的分析,对防渗措施进行调整、优化,确定最终的经济、高效的防渗方案。通过工程经验类比,本次计算采用的方法、最终的结果是满意的。

三维有限元渗流模拟计算在蟒河口水库防渗设计中的应用

蟒河口水库工程天然来水量较小,开发目标高,采取有效的防渗处理措施才能保证水库开发要求的蓄水量.工程中采用三维有限元渗流模拟计算对防渗处理措施进行复核.根据计算结果,对防渗措施进行调整、优化,确定了经济、高效的防渗方案.通过工程经验类比知,计算所采用的方法和最终得到的结果是满意的.

基于有限元数值模拟的尾矿库三维渗流稳定性分析

建立尾矿库库区及坝体的三维渗流数值计算模型,基于有限元数值计算分析软件,对原设计终期标高和扩容终期标高尾矿库模型进行正常运行工况和洪水运行工况下的三维渗流计算及渗流稳定性分析。模拟尾矿堆积坝体及沉积滩内浸润面的空间分布形态及水力比降在空间的分布特征。通过数值模拟计算结果,对尾矿库扩容工程在不同堆积工况下的渗流特征进行分析研究,对尾矿库的渗流稳定性进行综合分析与评价,为尾矿库的动力分析及安全运行提供科学依据。

荒沟抽蓄电站工程上水库三维有限元渗流计算分析

荒沟抽蓄电站是黑龙江省首座全面投产发电的抽水蓄能电站,上水库采用主、副挡水坝+垂直防渗帷幕的局部防渗形式。为整体分析库区渗控效果,本文采用有限元计算软件Midas GTS-NX建立包含坝体、帷幕等整体库区的三维有限元渗流模型,分析计算大坝及库周的渗流特性,研究上水库大坝筑成后结合防渗帷幕的整体防渗效果,该研究对局部防渗抽水蓄能电站的三维渗流计算具有一定指导意义。

新疆阜康抽水蓄能电站工程上水库渗流三维有限元分析

为分析各水位工况下阜康抽水蓄能电站上水库坝体及坝基渗流场,获得坝体和坝基的位势分布、库区渗透流量等要素,根据工程坝址区地质、地形条件,建立渗流三维有限元模型并进行计算。计算结果表明,由于全库盆混凝土面板防渗方案库盆四周均布置了混凝土面板,库周和库底混凝土面板底下分别设有透水性较强的无砂混凝土垫层和碎石垫层用以排水,库区地下水位低于库盆防渗面板及其底下垫层。因此,无砂混凝土垫层和碎石垫层及其库底回填区和上部岩体均处于非饱和状态,不会直接作用在防渗结构上,因此库周及库底混凝土面板的抗浮安全性可以得到保证,本方案技术上是合理的。

抽水蓄能电站中转料场三维渗流模拟研究

抽水蓄能电站的建设对提高能源利用效率发挥了关键作用,分析其中转料场的渗流变化对预判工程风险和确保工程安全具有重大意义。为此,以浙江某抽水蓄能电站下库弃渣场为例,依据场区现场的地质调查建立真实可靠的地质模型,采用三维有限元法进行数值模拟,分析暴雨频率、渣场渗透系数和土层厚度等因素对弃渣场渗流分布的影响。结果表明:在不同暴雨频率中,相同降雨历时条件下的地下水出露高程变化幅度稳定;随着暴雨强度的增加,地下水位埋深的变化幅度和孔隙水压力变化幅度逐渐增大,从而增加失稳风险;渣场中的局部饱和区域分布复杂,土层较薄且渗透系数较大的区域更易形成局部饱和。研究成果为类似弃渣场的整体安全和风险评估提供了参考。

基于三维有限元法的基坑排水井渗流量计算方法

准确分析基坑渗流场、预测排水井渗流量,对合理布置基坑工程防渗排水系统,确保基坑渗流稳定和工程安全有重要意义。根据实际工程应用的需要,研究了基于三维渗流有限元法任意断面渗流量计算方法,提出了采用任意柱面网格,计算复杂基坑井群排水量的数值计算方法,研制了基于三维有限元法的基坑排水井渗流量计算程序,并应用于某水电站厂房基坑开挖施工的排水量计算分析中。结果表明,该计算方法具有良好的适用性和准确性。

瀑布沟水电站三维非稳定渗流有限元计算

瀑布沟水电站三维非稳定渗流有限元计算许国安（水利水电科学研究院，北京，１０００４４）魏泽光（北京大学，北京，１００８７１）武桂生（水利水电科学研究院，北京，１０００４４１工程概况瀑布沟水电站位于大渡河中游，坝址多年平均流量１２３０～１３７０ｍ３／ｓ，...

新疆某水电站坝基渗流三维有限元计算与分析

对新疆某水电站砼面板堆石坝渗漏问题进行了渗透稳定计算和渗流计算分析,其研究重点是通过对F32断层的渗透稳定试验,结合三维渗流数值分析和电网络试验结果,了解坝区渗流状态,优化防渗工程措施,为工程处理措施提供依据和参考。

长江荆江段大堤三维渗流有限元计算分析

通过有限元计算设计工况下堤防的渗流状态 ,得到堤坝在三维条件下的等势线、浸润线、垂直及水平方向的水力梯度 .通过与同等工程的对比 ,分析指出了本计算段存在着险情隐患 ,为大堤的设计、安全加固和监测布点提供指导 .

裂隙岩体三维渗流的有限元法计算

本文根据裂隙岩体渗流理论,着重介绍了按照各向异性连续介质模型,应用有限元法求解的原理、方法、步骤和结合实际工程进行的三维裂隙岩体渗流计算.讨论了介质各向异性特点对渗流场的影响,并与多孔介质各向同性渗流场进行了对比.文中还介绍了在渗流场中以沟代井列的计算方法.

堤防三维渗流有限元计算分析

长江干堤对于长江地区的经济发展及人民生命财产安全起着非常重要的保障作用,通过有限元计算设计工况下的堤防的渗流状态,得到了堤坝在三维条件下的等势线、浸润线、垂直及水平方向的水力梯度。通过对同等工程的类比,分析指出了本计算段存在着险情隐患,为大堤的设计。

堤防三维渗流有限元计算分析

长江干堤对于长江地区的经济发展及人民生命财产安全起着非常重要的保障作用,通过有限元计算设计工况下堤防的渗流状态,得到了堤坝在三维条件下的等势线、浸润线、垂直及水平方向的水力梯度。通过对同等工程的类比,分析提出了本计算段存在着险情隐患,为大提的设计、安全加固和监测布点提供指导。

火电厂贮灰场三维渗流有限元计算分析

结合江油发电厂三灰场、广安发电厂贮灰场 ,编制了三维渗流有限元程序 3DSP ,介绍三维渗流模型的建立及程序 3DSP设计。

文登市抽水蓄能电站三维渗流场的有限元分析

针对抽水蓄能电站工程区中众多地下洞室和排水措施影响下渗流场的复杂性问题,给出了求解有自由面渗流场改进的截止负压法、模拟高压隧洞子结构法、模拟地下厂房密集排水孔改进的排水子结构法等,并采用IDL语言编制了基于子结构法的三维渗流场有限元计算软件GWSS,计算了文登市抽水蓄能电站工程区复杂渗流场,研究了高压输水隧洞和引水管道下水平段的钢筋混凝土衬砌开裂状态下内水外渗及工程区复杂渗流场的分布特征。结果表明,在高压隧洞下水平段上部设置排水洞和排水孔幕的排渗方案,对衬砌开裂状态下高压渗水有显著排水降压作用。

溪古水电站消力池边坡降雨条件下渗流场三维有限元分析

针对因公路改线在坝顶高程附近开挖溪古水电站消力池高边坡时雨季曾出现局部塌滑破坏、边坡顶部变形较大并出现明显的坡面拉裂缝等问题,基于饱和—非饱和渗流理论,建立了该边坡渗流分析三维有限元模型,模拟了坡面张拉裂缝等入渗通道和内部主要结构面,根据坝址气象资料拟定了典型降雨过程线,研究了该边坡在降雨条件下的渗流场及其变化规律,并计算分析了工程治理措施对边坡渗流场的影响。结果表明,同时封闭后缘透水带和坡面张拉裂缝等入渗通道可显著减小坡体暂态饱和区,且暂态饱和区向坡内延伸的垂直深度最大可减小约15m,有利于提高边坡稳定性。

糯扎渡水利枢纽左岸山体三维渗流有限元分析

通常的渗流计算中排水的模拟方法很多,诸如排水子结构法、增加渗透阻抗等。但大型地下厂房与洞室的排水非常复杂,若对每个排水孔都进行模拟就非常繁杂。利用简化方法,采用给定水头和给定流量相结合的方法可以较为方便地解决复杂排水模拟的问题。对糯扎渡地下厂房和洞室群的复杂排水和对左岸包括地下厂房与硐室进行渗流计算分析,通过多个计算方案的比较,对给定流量和给定水头模拟排水效果进行合理假定,使模拟结果得到的排水区流量和水头趋于一致,由此得到合理可靠的排水模拟效果。对模拟得到的糯扎渡左岸山体渗流场进行了分析。计算结果有助于优化工程渗控方案,同时为计算变形稳定提供合理可靠的水荷载。

吊水壶尾矿坝渗流特性三维有限元分析

本文结合工程实例,以吊水壶尾矿坝为背景,建立现状尾矿坝三维模型,利用三维有限元法反演分析现状尾矿坝的渗流场,将计算结果与勘察的浸润面对比分析,验证模型的可靠性和合理性。基于此模型建立加高后的尾矿坝三维模型,计算正常蓄水位和设计洪水位两种工况下的渗流场,分析坝体浸润面埋深、滩长、渗流坡降等,结果表明,不设排渗措施时,尾矿坝干滩长度、浸润面埋深均能满足规范要求,而且尖流性态良好,满足渗透稳定。提出该尾矿坎可通过加高工程来进行渗流控制的建议。

多断层影响下某水库三维渗流数值模拟分析

某水库库区及坝址地质条件复杂,存在多条贯穿性断层,为分析库区渗漏及坝体渗流情况,采用有限元法对大坝及库区开展三维渗流场数值模拟,针对实际运行工况进行参数反演,并根据大坝水头分布、渗流量计算结果对大坝防渗安全性进行分析评价。结果表明,库区断层渗透系数的变化对左岸及坝体段渗流量的影响最明显,左岸绕渗较为严重;大坝坝体浸润线较高,上游防渗面板裂缝造成高水位坝体出现射流,廊道内积水较多,大坝综合防渗排水体系设施不完善。坝址区全断面渗流量过大,尤其以左岸单薄分水岭渗漏较为严重,大坝存在严重的坝基渗漏与绕坝渗流问题,应予以处理。