基于点电偶源的土石堤坝管涌渗漏通道探测方法与仪器设计

土石坝是一种常见的水利工程结构,土石材料的结构特性决定着渗漏的必然性,异常的渗漏可能导致坝体内部土的壤受到侵蚀,逐渐地形成了管涌渗漏通道.如果不采取有效措施提前探测和治理管涌渗漏通道,坝体可能面临沉降、滑坡或坍塌等风险.为了能够准确地探测土石坝管涌渗漏通道的位置,为堤坝治理提供更丰富的探测数据,本文基于管涌渗漏通道的电导率异常分布特性,研制出一种渗漏探测仪器.该仪器包含发射系统和接收系统.发射系统用于激励管涌渗漏通道产生异常磁场;接收系统由三分量磁测传感器、Real-Time Kinematic(RTK)定位系统和接收机组成,用于测量和记录微弱的异常磁场信号的幅度和厘米级经纬度信息.通过仿真、实验室测试以及野外实验,验证了探测方法和仪器的有效性.该技术和仪器有望在堤坝安全性监测和维护方面发挥重要作用,为减少土石坝潜在的灾害提供了一种先进的探测技术手段.

三维重构反演的土石坝渗漏通道精确识别技术

高密度电法是探测土石坝渗漏的主要方法,但对渗漏范围边缘的识别较为模糊,无法分辨低阻识别成因。为了弥补该局限性,提出一种三维重构反演(3D-reconstructioninversion)的渗漏通道精确识别方法:首先布设多条正交于可能存在渗漏通道的2D平行测线并进行高密度电法反演,将反演图简化处理后置于三维模型剖面中,然后利用多条测线探测的低阻区高程推算出浸润线,综合分析确定渗漏位置。结果表明:该方法可以精确检测渗漏位置,确定导致反演中低阻识别的原因,可更加直观地观测渗漏通道走向,有效减少因正常渗流导致的低阻识别误差。

综合检测技术在土石坝渗漏探测中的应用

土石坝渗漏原因复杂,渗漏通道探查工作难度较大,通常利用多种地球物理勘探技术开展间接性检测。文章以某电站深厚覆盖层上黏土心墙堆石坝渗漏通道探测工作为例,研究了防渗墙缺陷弹性波检测、水下渗漏多波速声纳与伪随机流场探测、水下机器人检测以及渗漏通道示踪试验方法在土石坝渗漏探测中的综合应用,结合坝基地质条件与可能渗漏部位宏观分析成果,对综合检测技术的探测效果进行客观评价。

矿山酸性污水土石坝渗漏探测及诱因分析

物探方法以其轻便、快捷的特点广泛应用于堤防及坝体的隐患勘查中。通过采用高密度电法和探地雷达等两种方法对某矿山污水坝灾害隐患进行勘探,结合相关地质情况和坝体结构特征,推断出隐患的性质、产状和埋深等情况,证明综合物探方法在堤坝隐患探测中是可行的和有效的。对隐患部位进行分析得出:矿山酸性污水的腐蚀作用是导致大坝渗漏的主要原因。

土石坝坝体渗漏通道的电阻率成像诊断试验研究

通过对土石坝坝体渗漏通道的电阻率成像诊断试验,得出在3种不同排列方式情况下,排列方式对渗漏通道反演结果的影响为:3种排列方式下电阻率成像的反图像都能够反应出渗漏通道的范围,其中温纳排列的反演图像效果最好,但是3种反演图像都不能够准确反应出渗漏通道的位置。

基于高密度电法探测与渗流监测的土石坝渗漏隐患综合研判

渗漏病害为土石坝中常见病害,但由于渗漏通道位于坝体内部,难以掌握其具体位置。高密度电法在土石坝渗漏隐患探测已逐步应用。对已安装渗流监测设施的土石坝,可借助其渗流监测资料与现场检查成果,对高密度电法的探测成果进行解释,可对大坝内部的渗漏隐患情况进行综合判断。以某水库为例,采用高密度电法中的温纳装置进行现场探测,通过分析反演图像找到潜在可能的渗漏通道,并通过渗流监测数据加以综合研判。结果表明,将高密度电法与渗流监测成果结合使用,能够有效发现渗漏隐患,在大坝渗漏隐患探测中具有良好的效果。

土石坝渗漏通道电场分布规律研究

为研究土石坝渗漏通道电场分布规律,首先通过土石串联-并联混合结构模型推导了土石复合介质的电阻率;其次将土石坝渗漏通道进行模型概化,推导了概化后渗漏通道内外的电场分布;再结合土石复合介质电阻率求取了土石坝渗漏通道概化后模型的电场分布,获得了渗漏通道内外电场分布响应规律;最后将点源电场作用下不同土石比复合介质在不同含水率、不同孔隙率条件下的电场分布规律通过有限单元法进行模拟,基于模拟数据对典型断面进行Suffer成像,进一步明确了土石比、含水率、孔隙率等不同因素对土石坝渗漏通道电场分布规律的影响,所得不同影响因素作用下的土石坝渗漏通道电场分布规律。

关于高密度电法在土石坝渗漏探测中的应用

水利工程技术的飞速发展使中小型水库得到了及时的除险加固处理,对水利工程中出现的局部渗漏、管涌等各种病害进行处理,进而提高水利工程质量。但是,从实际情况来看,对于大量的水利工程来说,渗漏仍然是小型土石坝在应用期间的一种关键病害,而通过对高密度电法(高密度电阻率法)的应用,能够实现对土石坝渗漏的合理探测。本文针对高密度电阻率法在土石坝渗漏探测中的应用进行研究,希望对相关工作人员以及行业发展都能够有所帮助。

探地雷达技术在土石坝渗漏隐患探测中的应用

探地雷达技术作为一种无损伤的探测技术越来越多地应用于大坝、堤防的隐患探测。在介绍探地雷达技术工作原理的基础上,结合实例的探地雷达图像,分析了大坝坝肩存在渗漏通道的图像特征,指出了渗流通道的范围和大小,为大坝的除险加固提供了可靠的依据。

国外冰碛土心墙高土石坝的管涌事故——兼论瀑布沟土石坝心墙料的选择

美国MudMountain坝和加拿大PortageMountain坝是两座著名高土石坝 ,采用冰碛土心墙。前者 1 948年建成 ,初蓄水即发现漏水 ,一直限制在低水位运行。后来漏水加大 ,于 1 982年在心墙钻取土样发现 ,多处细颗粒已流失 ,只剩砾石 ,乃在心墙中增设混凝土防渗墙 ,厚 1m ,深 1 2 5m ,1 990年竣工。后者 1 967年建成蓄水 ,1 996年发现坝顶塌坑 ,直径 2m。经探测 ,空洞及疏松区深达 1 1 8 5m ,并有第二洞穴交会。经降低库水位 ,用强力泵干法压送砾、砂、泥混合料充填洞穴 ,并重修反滤排水体。这些教训说明 ,采用冰碛土作心墙或斜墙必须慎重。

土石堤坝渗漏病险探测模式和方法研究进展

综述了土石堤坝渗漏病险探测方法的工作原理、技术装备及其发展历程,对比了各项技术的适用场景、作业要求、各自优势及局限性,指出了汛期渗漏险情的快速巡查和高效处置是目前土石堤坝安全保障的薄弱环节,快速巡查精准定位高效处置成套装备体系的建设是亟待攻关的方向,建立具有时空连续性的堤坝自动化监测系统和预警系统是保障土石堤坝长效安全服役的远期目标。

高密度电法在土石坝坝肩渗漏检测中的应用

渗漏是土石坝主要病害之一,其中,坝肩渗漏是一种常见而特殊的渗漏形式,渗漏路径复杂,来水原因难以判断,可能为绕坝渗漏、坝体渗漏,也可能为坝肩侧山体渗水。高密度电法对坝体低阻异常具有较高的敏感性,采用高密度电法对南京某水库土坝坝肩的渗漏问题进行试验研究,采用网格化布置测线,克服了坝肩场地狭小难以布设电极的缺点,探明了坝肩渗漏通道的位置走向。通过分析探测视电阻率值的相对变化和等值线的形态,结合现场检查和钻孔的结果,分析得出了坝肩渗漏的原因,证明高密度电法在大坝坝肩渗漏检测中是有效的。

试论土石坝隐患探测

土石坝在长期复杂的自然环境条件影响和各种内外力的作用下,其状态随时都在变化,有可能产生这样那样的隐患.如果再加上人为因素的影响,如设计考虑不周。

土石坝绕坝渗漏的原因及处理措施

伴随着我国科学技术的不断进步,我国土石坝建设工程已经取得了良好的成绩。但是由于我国现有的水库多数属于大跃进期间建成的,由于当时设计理论、计算技术、实践经验和施工工艺不成熟、不健全,这就造成土石坝渗透问题普遍存在。本文主要阐述了水库蓄水后,土坝产生渗透的原因,并提出了相关的处理措施和建议。

土石坝水库漏斗探测和堵漏措施

根据室内试验、调研和理论分析的结果，论述了水库没部位发生漏斗时的渗流现象和特征；总结了几种切实可行的探测方法，如水流现象观测、成因推断、库度流速分析和物理探测法；概述了漏斗处理的措施，并对复杂地基条件下漏斗自理进行了研究探讨。

土石坝下伏基岩交错断层导水示踪研究

截至2007年,深圳一水库实际渗漏量是设计渗漏量的10倍,渗流情况非常复杂。为找出渗漏量偏大的原因并确定渗漏通道的位置,运用综合分析法研究坝体的渗流情况。首先采用示踪法得到坝体温度场和流速场,找出渗漏异常区;其次通过温度异常区和测压管资料分析,得出渗漏区主要处于基岩中,并存在集中渗漏通道的可能;最后综合水库水文地质条件以及坝体施工过程,确定土石坝下伏基岩交错断层为渗漏主通道,在此基础上建立水库渗漏概念模型。综合分析方法能克服单一方法的多解性,是水库渗漏探测的有效方法,具有一定的工程意义。

高密度电法在大幕山水库渗漏隐患探测中的应用

针对传统土石坝渗漏安全隐患探测方法的不足,采用高密度电法对通山大幕山水库土石坝渗漏安全隐患进行了无损探测,以检查评价高密度电法在中小型水库土石坝渗漏安全隐患探测中的有效性和适用性。试验研究结果表明,高密度电法可以用于查明土石坝渗漏通道位置或进行疑点提示,为大坝除险加固和后续处理提供科学参考依据。

土石坝病害类型及其成因浅析

随着科学技术的进步,我国土石坝建设已经取得很大进展。但是由于我国现有水库中的大坝很多是在"大跃进"期间建成的,设计理论、计算技术、实践经验、施工工艺和配套成龙机械化作业法在当时都很不成熟,所以建成的土石坝渗漏问题普遍存在。渗漏不仅浪费宝贵的水资源,严重的还会引起大坝的渗透破坏,导致溃坝。因此,对病险水库的渗漏进行分析,了解其病害类型及原因,再对应进行防渗处理是十分必要的。列举了土石坝几种常见的病害类型,并简要分析了病害原因。

土工膜防渗土石坝渗流特性分析

土工膜是一种新型防渗材料,在土石坝中已经得到了广泛的应用,但关于土工膜的渗流特性及防渗效果的研究还较少。基于土工膜的渗流机理,将发生在土工膜中的渗流分为土工膜本身渗透和土工膜缺陷渗漏两类,分别研究了影响土工膜渗透和渗漏的各种因素,总结了相应的工程措施,为土工膜的防渗设计提供依据。研究表明,精心的设计和高质量的施工是土工膜防渗工程成功的保证。最后介绍了电学渗漏位置探测法的原理及其在土工膜缺陷检测中的作用。