层流排水加固堤防抗溢流侵蚀性能的研究

为了防止溢流侵蚀和渗透,本文研究了层流排水加固(LDR)堤防,并进行了一系列大型模型试验,比较了混凝土面板覆盖的铠装堤防和土工合成加筋土(GRS)堤防的阻力。结果表明,铠装堤防和GRS堤防的溃决时间分别为87 min和102 min,而LDR堤防能保持初始高度和形状150 min以上;LDR堤防具有高度坚韧的结构,能够抵抗溢流侵蚀。对于铠装堤防而言,一个轻微的间隙(小于1 cm)极易使面板出现溢流;但即使面板之间的间隙为5 cm,安装层流排水的LDR堤防也能有效阻止面板溢流和堤身侵蚀。

二元堤基结构堤防管涌机理模型试验

为了科学解释二元堤基结构堤防管涌致灾机制并揭示其形成、演化过程和致溃规律,在考虑堤基强、弱透水层之间壤土过渡层作用的基础上,通过室内模型试验完整地模拟了二元堤基管涌从单个泡泉发展至管涌群并最终造成堤基塌陷溃决的全过程。试验结果表明:上部黏土及壤土层在渗流的顶托作用下向上隆起并在堤基内部产生层间水平渗漏通道,导致发生潜层砂沸,最终向上发展为表面砂沸的渗透破坏;二元堤基结构管涌发展可分为裂缝发展、潜层破坏、上覆层破坏、管涌通道上溯、堤基破坏和堤基溃决6个发展阶段;表面砂沸由潜层砂沸发展而来,潜层砂沸是由于土层内竖向坡降所引起的渗流力大于上部土体浮容重时造成的土层结构破坏所致,临界竖向坡降处于0.9~1之间;壤土层的存在会加快堤后自由边界区域管涌群的发展速度,但可以延缓管涌通道的上溯,对堤基具有保护作用。

非黏性堤防溃口发展过程计算模型

堤防是防洪工程体系的重要组成部分,一旦发生溃决将可能带来严重灾害损失,明确堤防溃口发展速率与水力要素之间的关系对于预测堤防溃决过程和洪水演进具有重要意义。通过对系列非黏性沙质堤防溃决试验结果进行整理分析,得到溃口垂向下切速率、横向展宽速率与溃口流量、溃口单宽流量之间的关系。结果表明:堤防溃口发展主要存在垂向冲刷、横向扩展2种形式;溃口发展速率与溃口流量呈正相关,但受入流流量影响,没有适用于所有工况的关系表达式;溃口发展速率与溃口单宽流量间的关系基本不受入流流量影响,下切和展宽速率与溃口单宽流量呈现指数关系;基于此关系,构建了以溃口单宽流量为参数的溃口发展过程计算模型,并对溃口垂向下切、横向展宽发展过程进行了模拟计算与对比分析,结果显示模拟情况与真实的溃口发展过程吻合较好,说明所提出的计算模型科学合理,且计算过程简洁。

强夯技术在新老堤防施工中的应用

强夯法适用于各种土壤类型,包括砂土、粉土、黏土、黄土和人工填土等。尤其对于难以通过常规方法加固的大块碎石和杂填土,强夯法表现出优秀的加固效果。在河道堤防复堤加宽加高工程中,强夯技术起到了至关重要的作用。该技术利用重力的原理,对地基进行加固,提升路基的承载力。通过实施夯实法,可以有效压实堤防道路,满足道路的使用需求和防汛要求。需要注意的是,强夯技术的操作要求严格,包括点夯、满夯等多个施工环节,需要经验丰富的施工队伍来确保工程质量和安全。

水利工程堤防防渗施工技术的应用探讨

水利堤防工程是通过在江河两侧建立挡水建筑设施,使其在水利工程防洪及防潮当中起到关键作用的一项关键工程。而在防渗施工技术的选择上,施工中应当根据堤防工程的规模及建设需求,合理规划防渗施工技术方案及条件的配置,保障水利堤防工程的施工质量。对此,文章通过分析水利地方工程中常见的施工难点及技术因素,总结能够用于水利堤防工程的防渗施工技术及施工策略。

水利工程技术中土质堤防渗漏技术研究

土质堤防是水利工程中最为常见的堤防形式,然而由于土质岩土结构的特点也导致了相关堤防工程中极易出现渗漏问题,进而给水利工程的运行带来质量安全隐患。防渗施工是土质堤防工程施工的重中之重,不仅大幅提升了堤防工程的防渗能力,同时也改善了土质堤防结构的强度与稳定性。新时期,土质堤防渗漏技术出现了技术层面的优化和创新,笔者结合自身工作经验,就水利工程技术中土质堤防渗漏技术提出个人见解和建议,旨在为相关领域从业者提供参考。

基于正态信息扩散的堤防土层渗透系数空间分布研究

堤防土层渗透系数具有显著空间变异性,对渗透系数进行空间变异性表征是研究其空间分布的基础。以长江堤防武汉段为例,收集111组堤身壤土渗透系数实测数据,引入正态信息扩散分布构建渗透系数表征模型,采用协方差矩阵分解法建立渗透系数随机场模拟渗透系数空间分布。结果表明,5处堤防壤土渗透系数均具有较强空间变异性,引入的正态信息扩散分布表征模型可有效表征渗透系数的分布特征,符合正态信息扩散分布的渗透系数随机场,能较好体现渗透系数的空间分布特征。

机载激光雷达在堤防隐患巡查试验中的应用

水利堤防工程是江河和湖泊用以管护水域、防洪度汛的建筑设施,直接关系到国民的生命和财产安全,其重要性不言而喻,因此及时发现堤防隐患,保障堤防安全具有重大意义。机载激光雷达用于巡查堤防隐患时是无接触式的,相比传统方法而言,在灵活性、时效性、及环境适应性等方面具有显著的优势。文章主要介绍了利用无人机机载激光雷达对人工模拟的堤防隐患进行巡查的试验过程,以及取得的良好应用效果。通过试验积累了一定的经验,希望为水利堤防安全管理部门或者相关科研单位在堤防隐患巡查课题的开展方面提供参考。

堤防漫顶溃决物理模型试验研究进展

随着社会经济的发展,堤防保护区内人口及资产密度不断提高,一旦遭遇极端降雨事件引发堤防溃决,会对人民生命和财产造成重大威胁,因此开展堤防溃决机理和溃堤水流特性的研究对水灾害防治工作具有重要的意义。堤防漫顶溃决物理模型试验是研究堤防溃决机理与溃堤水流特性的重要手段,有必要对该方面众多的成果进行归纳总结,以便更好的开展该领域的研究。本文回顾了近年来有关堤防漫顶溃决物理模型试验所取得的相关研究成果,总结了堤防漫顶溃决试验所用装置及测量设备,并对堤防溃口处水力特征、溃口形态演变以及溃口出流过程三个方面的研究成果进行了梳理。研究发现已有试验成果中对河道内外水动力响应变化规律的认识并不成熟,对堤防溃口水沙运动机理的阐述也不够清晰,继续开展堤防漫顶溃决试验,深入研究堤防溃决机理与溃堤水流特性依然非常必要。

基于地基实际应力状态的堤防极限平衡分析

基于软土地基上筑堤对土体强度的影响,有效固结应力法以竖向附加应力计算土体的抗剪强度增量,因其简单实用已较多应用于软土地基稳定性分析中。该方法假设堤防荷载下土体处于K_(0)应力状态,与土体实际所受单向应力状态不符;基于该法的稳定性计算方法还忽略了剪应力变化及坡脚外侧区域对稳定性的影响。本文从土体抗剪强度和堤防稳定性分析两个层面改进有效固结应力法:通过应力状态分析得到基于实际应力状态的剪应力和抗剪强度变化,进而将各个区域的抗滑力矩和滑动力矩纳入稳定性分析体系。假想算例与工程实例分析表明,改进方法得到的安全系数大于有效固结应力法,更加符合工程实际。

等值反磁通瞬变电磁法在长江堤防渗漏隐患探测中的应用

堤防渗漏是堤防工程常见险情之一,性质上多表现为隐蔽性、随机性,早期特征不明显,堤防渗漏隐患部位的准确探查对堤防工程渗漏隐患的防控具有重要意义。瞬变电磁法具有分辨率高、探测速度快、操作简便等特点,适用于堤防渗漏隐患探测的要求。以长江南京段江心洲堤防工程为探查目标,采用等值反磁通瞬变电磁物探技术进行渗漏隐患探测,通过对数据资料进行处理与分析,验证了该方法的可靠性,可为汛期堤防险情排查提供参考。

锥探灌浆技术在堤防加固工程中的应用

为探索进一步提升堤防工程加固施工效率与质量的具体方法,文章围绕锥探灌浆技术,认真梳理了施工准备、布置锥探孔、造孔、泥浆制备、压水试验、灌浆等锥探灌浆的关键工序。针对常见的串孔、冒浆、堤表土塌陷隆起、裂缝等锥探灌浆现场施工期间面临的特殊情况,分析问题成因,提出行之有效的处理方法,旨在推动锥探灌浆施工水准稳步提升,为现场施工活动提供专业技术指导,保证堤防加固效果。

考虑植被力学水力作用的洪泽湖堤防加固效果分析

为研究植被力学水力作用的机理,引入根系吸水分布函数描述不同根系构型的吸水特性,建立了一个用于边坡稳定计算的植被力学水力加固模型,并结合试验结果验证了模型的合理性和有效性。考虑不同根系构型的力学水力作用,对洪泽湖堤防岸坡的典型断面进行加固效果分析,结果表明:根系吸水显著提高了土体基质吸力,其影响范围大约为2.5倍根系深度;在根系吸水的初始阶段,不同根系构型所产生的差异较小,但随着时间逐渐增加,不同根系构型的差异逐渐增大;植被力学水力作用可以显著提高堤防岸坡的稳定性,24 h降雨后,根系加固下的安全系数约为裸土岸坡的1.4倍。

堤防弯道决口逐渐溃决三维数值模拟

针对堤防弯道溃决溃口全过程扩展规律及溃口水流水力学特性难以获取的问题,基于FLOW-3D软件,采用RNG k-ε湍流模型和泥沙模型,建立堤防弯道逐渐决口三维数值模型,模拟水槽内弯道的溃决过程,室内试验验证了所建立的逐渐溃决模型具有较好的精度与可靠性,并对某实际堤防弯道决口进行数值模拟计算。结果显示:位于诱导溃口的背水坡侧最先溃决,溃口呈V形向临水坡堤脚线发展,且每当溃口发展到地基后,溃口呈倒梯形横向展宽;在垂直溃决水流方向,溃口处的水深在溃口处呈两侧高、中部略低的波浪形,溃口处的流速中部快两侧慢,在平行溃决水流方向,水深沿溃决水流方向逐渐降低,水面线随时间逐渐平缓;流速变化规律为溃口下游50~100 m范围流速最大,最大流速的出现位置随着溃决时间沿水流方向推移。

堤防工程汛期实时安全风险综合评估

在出现洪涝灾害时,第一时间发现并及时处置险情是应急抢险的关键,如何提前配置防汛人力、物力等,一直是防汛指挥部门亟待解决的问题。为实时掌握堤防工程安全风险情况,结合一线防汛抢险实践经验,提出了一套数量适宜、指标内容易获取的堤防工程安全风险评价指标体系,采用层次分析法、模糊综合评价法建立了评估模型,给定了评估标准,划分了堤防工程风险等级,并选取了2020年江西省遭受特大洪水引起的堤防险情进行典型案例分析。结果表明:选取的未溃口与发生溃口的堤防,其安全风险综合评估情况与堤防后续状况吻合性较好,堤防工程安全风险综合评估模型可为防汛指挥部门部署人力、物力等提供支撑。

水位下降对堤防边坡稳定性影响研究

为研究水位下降速度对堤防边坡稳定性的影响,选取松花江某段堤防断面作为模型试验设计断面,通过室内模型试验,利用地形自动测量系统和高精度传感器对不同水位下降速度下堤防边坡的位移、孔隙水压力和土压力进行监测,同时利用Geo-Studio软件对不同水位下降速度条件下的堤防边坡浸润线与稳定性进行分析。研究表明:堤防内部的土水总应力与孔隙水压力均随水位的下降而下降,下降速度随着水位下降速度的增大而增大,且靠近上游坡面处的下降幅度大于坡体内部,有效应力呈上升趋势,当水位下降至坡底后,土水总应力与孔隙水压力的下降速度开始逐渐减小;堤防迎水坡发生最大沉降的位置主要集中水位与边坡交界附近,在边坡中部位置出现了较大的拱起位移,且随水位下降速度增大,边坡最大沉降和最大拱起位移均呈现增大的趋势;堤防边坡的稳定性系数随水位下降先快速下降,稳定性系数的下降速度随水位下降速度的增大而增大,当水位下降至坡脚后,边坡稳定性系数逐渐增大,然后趋于不变,不同水位下降速度工况下边坡最终达到的稳定性系数基本一致。

河道堤防加固工程中钢围堰导流管施工技术研究

为解决河流堤防结构不稳定、水流拥塞等问题,保证结构安全性与稳定性,促进水利工程科学运行,下面围绕河道堤防加固工程中钢围堰导流管技术作用与特点、技术准备内容加以研究,并对技术运用细则阐释,以期可供参考借鉴。

临河深基坑对堤防稳定性的影响分析

针对分析堤防受邻近基坑开挖影响所产生变形的局限性,以同济大学初雨调蓄池基坑开挖为例,结合有限元强度折减法,扩展研究了临河深基坑对堤防边坡稳定性的影响;同时为堤防边坡稳定性的定量判别提供了新思路,使评判结果比现行规范要求更为全面合理。

江宁区堤防填筑施工质量控制要点探讨

堤防工程是流域防洪体系的重要组成部分之一,可有效提升河段防洪抗洪能力。文章以南京市江宁区堤防工程为例,以堤防填筑施工质量薄弱环节为切入点,提出材料设备、施工填筑、施工管理、试验检测和工程验收等主要质量控制技术要点。在保安全、重环保、控质量的前提下,精细化做优每一处堤防填筑细节,为工程质量和工期履约提供有力支撑,同时为沿岸居民生命财产安全提供坚实保障,研究成果可供河道堤防工程建设参考。

水利工程建设中的堤防工程技术应用性分析

从水利工程建筑堤防的施工流程出发,将水利工程堤防施工方法拆解为施工前准备与施工中技术应用两部分。施工前准备以堤防建筑施工材料的准备、填筑施工、辅料施工为主要内容;施工中技术应用以施工程序把控、清基施工技术、堤段削坡土方加固、开挖河道土方施工作业、填塘施工、旧堤加固为主要内容,通过将水利工程建设中的堤防施工技术进行拆解分析施工过程中的技术注意点。