土石坝溃坝渗流与边坡稳定性联合分析

本文采用二维有限元模型,通过仿真软件GeoStudio模拟希尼尔土石坝渗流和边坡稳定性分析,并采用4种分析方法评估大坝边坡的稳定性。获得并分析了3种稳态工况下希尼尔土石坝的潜水渗流面、孔隙水压力分布和总水头变化。结果表明,典型的溃坝是渗流、边坡失稳或渗流与边坡联合失稳所致。与其他操作案例相比,水位快速下降是最关键的操作情况。本文提出并讨论了重新设计失效大坝以防止溃坝的方案。

土石坝溃坝离心模型试验中水流控制与测量

针对目前土石坝溃坝离心模型试验中存在的问题,研发了一套伺服水阀流量控制装置,显著提高了土石坝溃坝离心模型试验上游来水条件的控制精度,有效降低了模型试验结果的不确定性;建立了土石坝溃坝离心模型试验的水流相似准则;提出了一种采用内置于模型箱端板上的薄壁矩形量水堰测量土石坝溃坝离心模型试验中溃坝洪水流量过程的方法,并通过超重力场下的放水试验,证明了薄壁矩形量水堰的流量系数与离心机加速度无关,采用内置于模型箱端板上的薄壁矩形量水堰可准确测定土石坝溃坝离心模型试验中的溃坝洪水流量过程。

基于灰色置信结构的FMEA的土石坝溃坝风险分析及应用

为有效识别土石坝溃坝的关键风险事件,针对传统的土石坝溃坝风险分析中选取风险因素单一和无法准确描述专家经验信息的不确定性,运用置信结构和灰色关联度理论,提出了基于灰色置信结构的故障模式和影响分析(FMEA)方法和土石坝溃坝故障模式清单,并运用在沟后水库溃坝风险分析中。结果表明:风险分析结果与实际溃坝情况相符,灰色置信结构很好地描述专家经验信息中的不确定性,改进了传统FMEA方法风险排序部分的不足。

Breach模型与River2D模型在土石坝溃坝中的耦合分析

Breach是一个用于对土石坝进行溃坝分析以获取时间和流量关系的模型,River2D是一个用于模拟下游洪泛区内溃坝洪水演进以获取全要素风险信息的模型。两个模型的耦合分析在保护水库的安全及管理水库的运行方面有着预防的作用。

土石坝溃坝含沙流量线研究(一)——影响因素及二次波动现象

土石坝溃坝过程最大峰值流量影响因素众多,对其系统研究有利于大坝建造之初的防溃设计。深入了解土石坝溃坝峰值流量之后的流量变化情况,有助于下游制定更加科学安全的防洪措施。基于此,通过一系列土石坝溃坝模型试验,研究了坝体结构(坝体填筑材料、是否开挖导流槽、上/下坡面坡比、坝体尺寸)和水流因素(库容)对溃坝含沙流量的影响,并对峰值流量之后的流量过程线进行了讨论。研究结果表明:填筑黏聚力较大的材料、开挖导流槽、采用较小的上/下坡面坡比和较小库容均有利于降低溃坝峰值流量;不同影响因素下的土石坝溃坝含沙流量线在峰值点之后均出现不同程度的二次波动,这是由于间歇性溃口边坡坍塌短暂淤堵溃口,并造成溃坝水流中的泥沙含量发生变化引起的。

三维土石坝溃坝洪水在复杂地形演进的数值模拟

溃坝洪水的数值模拟可以有效提供灾害分析依据。以云南某土石坝为例,对于复杂地形,利用真实DEM数据,建立仿真实际三维地形,然后采用有限体积法和VOF模型对土石坝溃坝后的溃坝洪水进行数值模拟,展示洪水运动过程,为土石坝溃坝的风险分析和评估提供了一种参考方法。