基于残余位移增量判据的土石围堰边坡稳定性分析

针对有限元强度折减法在复杂水文地质环境下土石围堰边坡稳定性评价中效果欠佳的问题,引入残余位移增量判据,基于有限元强度折减法,考虑深厚覆盖层土石围堰不同水位下的渗流特征,通过计算坡面节点平均残余位移增量,获取边坡稳定系数,进一步通过位移增量分布图,探讨了围堰边坡潜在滑面位置及其形成机制。结果表明,在复杂水文地质环境下的土石围堰边坡稳定性评价中,残余位移增量判据相较经典失稳判据适用性更强。研究结果能够为工程实践提供指导。

咬合桩在土石围堰防渗结构中的应用

围堰的结构设计需要综合围堰堰体填筑料源、水流条件、降排水条件及施工需求等因素综合考虑,是实现施工导流工程功能最重要的环节之一。尤其是围堰的防渗结构设计决定了基坑初期排水、经常性排水的降水难度及需要投入的降排水设备,直接影响主体工程的施工安全及施工进度。围堰技术应用的稳定性直接决定着工程建设质量。

高喷灌浆技术在土石围堰防渗加固中的应用

水电施工项目中,通常需要进行围堰施工,在流速较快的河流中,常采用土石围堰,并应用高压喷射灌浆工艺进行堰体防渗处理。孤山水电枢纽二期围堰堰体为石渣混合料,其胶结性一般,具有一定的不稳定性,易对防渗墙施工产生不利影响。根据现场实际情况,通过围井压水试验确定高压喷射灌浆工艺施工参数,对堰体进行防渗加固,整体防渗效果良好。横向围堰与一期纵向砼围堰和山体相接处的存在渗漏点,通过现场堵漏处理试验,对比评价水泥单液浆、水泥-水玻璃双液浆及水泥膏浆三种封堵方法的效果,表明水泥-水玻璃双液浆和水泥膏浆均能满足堰体为石渣混合料围堰堵漏的要求,可为类似工程提供应用参考。

深厚覆盖层土石围堰悬挂式防渗墙参数优化设计

深厚覆盖层中的悬挂式防渗墙高度对土石围堰渗流特征起到重要作用。综合考虑围堰施工工期、经济性及安全性,借助有限元法对深厚覆盖层土石围堰悬挂式防渗墙的合理设计高度进行了探讨,系统分析了不同工况下悬挂式防渗墙高度对围堰渗流特征的影响规律,在此基础上探讨了上游不同水位高程对围堰渗流特征的影响。结果表明,悬挂式防渗墙设计高度50 m时渗流参数最优,具有可行性,但随着上游水位升高,应注意采取适当措施进行渗流控制。

基于土石围堰的子围堰应用效果评价

针对航电枢纽工程中土石围堰防渗效果问题,以岷江龙溪口航电枢纽工程为工程背景,在围堰内侧增加子围堰差解决围堰渗水的问题。通过对比高喷旋喷桩补强、水泵排水等方式,研究子围堰在质量、工期、成本等方面的优势。实际应用表明,子围堰可对原有围堰的防渗效果起到较好的增强作用,相较于在原有围堰的基础上使用高喷旋喷桩或者水泵强排的方案,子围堰在施工难度和经济效益方面更有优势。研究成果可为长江上游类似工程提供参考。

艳洲枢纽横向土石围堰的防渗设计和结构稳定性研究

土石围堰是一种常见的围堰支护方式,其稳定性及抗渗效果对水利枢纽工程的安全施工具有重要影响。以常德市艳洲枢纽一期上下游横向土石围堰工程为研究对象,针对该区域存在的岩体破碎及碎裂、软弱夹层和滑坡3方面共同影响的恶劣地质情况,提出多层交互防护施工方案,进一步对土石围堰的边坡、戗堤块石护坡的稳定性进行分析研究。首先,详细介绍了艳洲枢纽围堰工程的水文地质条件所带来的施工困难;然后,通过理论分析对围堰结构和防渗设计进行研究;最后,通过数值分析研究了土石围堰的稳定性。工程施工结果表明,设计方案满足恶劣地质条件下围堰变形控制的要求,可为类似工程的设计与施工提供参考。

过水土石围堰下游护坡的溢流设计风险率模型

系统分析河道来流和泄水建筑物结构尺寸的不确定性与过水围堰运行时下游护坡流速水头和设计抗冲流速水头不确定性之间的关系,以及影响围堰下游护坡安全运行的因素。在土石过水围堰最不利流量的分析方法基础上,提出了用围堰下游护坡的流速水头超过设计条件下最不利溢流工况所对应的抗冲流速水头的概率来刻划溢流工况设计风险率。运用可靠性理论的JC法,给出了过水围堰溢流时设计风险率的计算方法,为堰体下游护坡结构及消能防冲设计提供了理论依据。

基于Monte-Carlo方法的土石围堰挡水导流风险分析

运用Monte -Carlo方法模拟施工洪水入库过程和导流建筑物泄流的随机性 ,通过仿真分析确定上游围堰堰前水位变化过程及其分布函数。在此基础上 ,根据导流建筑物的设计规模确定导流系统的风险。通过实例验证分析说明 ,研究方法和计算模型是可靠的、适用的。

深厚复杂覆盖层上高土石围堰三维渗透稳定性分析

以某大坝深厚复杂覆盖层上的高土石围堰为例,运用三维渗流有限元理论及3D-seep计算软件,研究了围堰防渗墙的设计深度,研究发现单纯依靠增加防渗墙的深度并不能解决基坑渗流问题,也不经济,因此建议同时对左右岸岩体进行帷幕灌浆防渗处理。其次以帷幕防渗处理后左右岸岩体的绕渗流速与防渗墙底部的绕渗流速相等的原则,研究确定了帷幕灌浆的宽度。之后又对左右岸岩体和防渗墙的渗透系数进行了敏感性分析,得出左右岸岩体和防渗墙的渗透系数是敏感性参数,若能减小其渗透性,基坑渗流量将会明显减小。最后给出了推荐的围堰防渗方案,并对推荐方案的合理性进行了分析研究。

土石围堰边坡稳定的多因素综合风险分析

土石围堰边坡稳定受堰体土石料力学性质、施工洪水及导流建筑物泄流能力等多种不确定性因素影响,为进行更全面、准确的风险估计,综合考虑水文、水力和土石料力学参数的随机性,在分析相关参数的分布形式和统计特征值的基础上,通过Monte-Carlo方法耦合仿真分析堰前水位分布和围堰边坡稳定性,建立土石围堰边坡稳定多因素综合风险计算模型,统计分析度汛期间土石围堰边坡稳定综合风险.实例分析表明,该模型计算的围堰边坡稳定综合风险率小于仅考虑单个随机因素的边坡稳定风险率,更准确地反映了实际工程土石围堰边坡稳定状态.

土石围堰分期拆除过程中的边坡稳定性分析

为了确保爆区附近已建成的各种水工建筑物的安全以及降低爆破难度和工作量,围堰爆破拆除通常采用分期分区的方式进行。针对赞比亚卡里巴北岸水电站扩机工程进水口围堰分期拆除工程,采用三维有限差分方法结合强度折减法和拟静力法,分别对进水口围堰在削薄后造孔损伤前、削薄过程中受爆破荷载作用、造孔损伤后3种情形下的稳定性进行了综合分析,以确保围堰边坡在分期拆除过程中的整体稳定性,并论证分期拆除方案的可行性。数值计算结果表明:围堰背水面边坡削薄处理过程对围堰和背水面边坡的影响是局部的,对围堰背水面边坡的整体稳定性没有产生较大的影响,表明分期拆除方案是安全、合理的。

土石围堰渗流场分析及稳定性评价

为了分析上游土石围堰防渗设施的布置方案及其阻渗效果,对设有防渗墙的土石围堰进行渗流计算,确定设计洪水期的堰体渗流场,并对防渗墙入岩深度、基岩、防渗墙渗透系数等进行敏感性分析:材料渗透系数的变化对渗透坡降的影响较大,其中防渗墙渗透系数改变后的影响最为显著。同时,运用瑞典法、Bishop、Janbu法计算各工况的围堰堰坡安全系数,其计算成果显示:各工况的堰坡稳定性符合一般规律;设计洪水期以及同时考虑与地震组合作用时,堰坡的稳定系数降低明显;如不考虑防渗措施,其围堰的稳定性系数还将降低更多,说明该工程的防渗设施是有效的。防渗墙的质量优劣对堰体渗流控制和安全稳定性起着重要的作用,在施工阶段一定要严格施工质量,保证工程的安全运行。

深厚覆盖层上土石围堰渗流及边坡稳定性研究

乌东德水电站上游土石围堰填筑于60 m厚的覆盖层上,堰体及基坑开挖后形成了高达150 m的复合边坡。针对围堰采用的塑性混凝土防渗墙上接复合土工膜的防渗型式,采用有限单元法对其正常运行条件和局部破损情况下的渗流场进行了计算分析,并采用非线性强度参数对各运行条件下的上下游边坡稳定性进行了复核。研究表明,采用塑性混凝土防渗墙上接复合土工膜的防渗方案是合理的,其防渗效果显著;在各工况下围堰边坡稳定性满足规范要求,围堰断面的安全性可以得到保障。

土石围堰中混凝土防渗墙设计方案的数值优化

土石围堰中防渗墙的结构对坝基渗流量及坝体稳定性具有重要的影响,因此优化防渗墙的尺寸十分有必要。本文以珠江流域某水利枢纽工程施工中的土石围堰为例,采用有限元法,对防渗墙的厚度和嵌入弱风化层基岩的深度进行了优化研究,分别模拟了有防渗墙和无防渗墙两种情况下围堰的防渗效果,共设计了33种计算方案。将坝基单宽渗流量、防渗墙后作用水头、防渗墙底部和坝脚溢出点的水力比降分别与其允许值进行了对比分析,提出了防渗墙的优化尺寸。研究结果表明:防渗墙厚度的变化对防渗效果影响较小;增大防渗墙的入岩深度,可以有效控制本围堰工程的单宽渗流量和防渗墙后作用水头;防渗墙底部水力比降的变化与防渗墙入岩深度有关,当入岩深度在0~8 m时,水力比降随入岩深度的增大而减小并呈先快后慢的趋势,当入岩深度在8~12 m时,水力比降随入岩深度的增大而增大,超过10 m时水力比降骤增。考虑经济因素和施工的方便性,满足防渗设计要求的防渗墙最优设计参数为厚度0.8 m、嵌入弱风化层基岩深度2 m。

三峡工程一期土石围堰结构分析与现场监测

三峡一期围堰采用水下抛填风化砂，并在其中建造柔性防渗墙，它担负着保护三峡导流明渠的开挖和砼纵向围堰修建的重任。对围堰结构和防渗墙进行结构数值分析和现场安全监测与检测表明，堰体和防渗墙是稳定、安全可靠的。

基于深厚覆盖层变化的土石围堰堰基渗透特性

覆盖层渗流稳定性的控制是深厚覆盖层上修建高土石围堰的关键技术之一。分析了覆盖层的变化原因,从渗流压力的角度,运用有限元数值分析的方法,采用ABAQUS软件计算分析围堰水下抛填以及河道冲刷使覆盖层发生的变化对其渗流特性的影响。工程实例分析表明,对于具有复杂条件深厚覆盖层的河道,在围堰的施工组织过程中,堰基的覆盖层厚度以及材料特性参数等都会发生变化,覆盖层的渗流特性随着其厚度以及材料特性的变化而改变,渗流压力特征值呈递增趋势,与实际情况相符。

三峡深水高土石围堰工程的渗流研究

为了对三峡工程二期高土石围堰防渗设施的布置方案及其阻渗效果进行比较,采用有限元法对二期高土石围堰在不利的运行工况下的渗流场进行数值分析。比较了双排混凝土防渗墙方案、单排塑性混凝土低防渗墙加土工膜斜墙和单排厚塑性混凝土防渗墙等3种方案,分别采用恒定与非恒定模型计算,对立面二维和三维绕渗及防渗墙局部开裂等不利工况分别进行了数值模拟。结果表明:三方案均可有效抑制渗流场,双排混凝土防渗墙的防渗效果最好;墙体的局部开裂仅对局部区域的流场有影响。非恒定数值分析表明,堰体、基础不均匀沙石料及基坑抽水速度对渗流场影响极大,为保证堰体稳定,应限制基坑水位降落速度小于2 m/d。

土石围堰施工应急能力成熟度评价

为定量评估土石围堰施工应急能力,提出一种应急能力成熟度评价方法。首先,从事前、事中、事后三个方面构建土石围堰施工应急能力成熟度评价指标体系,其中包括3项一级指标,8项二级指标,25项三级指标;然后,建立土石围堰施工应急能力成熟度评价模型,选用熵值法对评价指标重要性进行排序,并运用突变级数法和多目标线性加权函数法计算土石围堰施工应急能力成熟度总得分;最后,运用该模型量化评估我国某土石围堰施工应急能力成熟度,得到该土石围堰施工应急能力水平。结果表明,该土石围堰施工应急能力成熟度属于程序级,与实际施工应急水平相符,验证了该模型的有效性与可行性,可用于实际工程土石围堰施工应急能力评价。

控制性帷幕灌浆防渗技术在土石围堰中的应用

洪家渡电站围堰为不过水土石围堰,防渗处理采用了控制性帷幕灌浆技术,该技术是近两年在临时挡水围堰的防渗墙建造过程中形成的,因其在抛填层、河床沙砾层及基岩层的防渗墙建造过程中"可控性好"而得名.其原理与常规水工建筑物水泥灌浆相同,差别主要在施工工艺和浆液配合比上.主要优点是设备配置简单、施工工艺简单、施工功效较高、工程造价底,适宜于山区河谷地带堤防和临时挡水围堰的所有地层.

三峡深水高土石围堰数值分析与离心模型研究

介绍了应用数值分析和离心模型试验方法对三峡深水高土石围堰进行应力变形研究的成果。通过对各设计阶段的不同断面型式的研究论证，推荐了低双排塑性防渗墙方案。