复杂地质条件下水利工程高水位深基坑降排水施工方法研究

为了解决进口引江济淮工程施工中高水位深基坑降排水问题,对复杂地质条件下水利工程高水位深基坑降排水施工方法开展了研究。采用混凝土防渗墙技术对导向槽进行优化设计,提高防渗墙的防渗性能。利用真空预压地下水位测量方法为降水井的参数设计与位置设置提供水位参考。通过人工开挖探孔方式确定最佳降排水方案,并计算降水漏斗曲线的影响值。利用有限元软件模拟试验发现:该降排水方法在防渗墙高程为-36 m时能够达到最佳降排水效果,说明使用该方法能够阻隔基坑外水体渗入,且降水井能够将深基坑中的积水排出,有效地解决了进口引江济淮工程施工中高水位深基坑降排水难题,具有较好的实用性和推广价值。

大型水利工程隧洞进口深基坑支护型式研究

研究大型水利工程隧洞进口深基坑支护型式,从而提供深基坑支护的新方法,进一步拓宽深基坑支护的应用范围。通过水泥土桩、地下连续墙、咬合桩等深基坑几种支护型式技术可行性、可持续发展、经济合理等比较,并结合深基坑支护稳定计算复核支护型式安全性。咬合桩防水性能较好,整体刚度较大,深基坑变形小,确保了较差地质大型水利工程隧洞进口边坡开挖安全,为隧洞顺利地开挖和运行创造安全条件;在大断面隧洞进口位置采用咬合桩支护,占用空间较小,有效解决了征地及拆迁困难难题,干孔作业,容易成孔,施工速度快,为按期施工完成创造条件;咬合桩桩工程造价低,无须排放泥浆,机械设备振动少、噪声低。与其他深基坑支护型式相比,咬合桩具有较高经济、安全、环保性,其有效增强了咬合桩的应用范围,为设计提供新方法。

学科融合发展的高校课程思政实践探索——以交叉学科“生态水工学”课程为例

课程思政是把立德树人作为教育根本任务的一种综合教育理念,目的是建设满足社会需求的人才培养体系,培养拥有健康成熟人格的高素质人才。在贯彻新发展理念、构建新发展格局的时代背景下,高校课程教学在不断深化和探索向培养人才目标高质量发展的过程中,贯穿思想政治教育则具有极强的现实需求和意义,有助于形成高等教育教学效果、实践效果和社会效果相统一。文章从课程思政教育的时代背景、课程思政体系建设角度出发,以交叉学科“生态水工学”为例,基于学科融合发展的视角,探索课程专业内容与思政教育深度融合的路径。

市政工程中滨海吹填地深基坑开挖支护关键技术探讨

滨海城市的市政工程建设场地多为吹填造地,而吹填场地深基坑开挖施工有别于原状土开挖施工,文中就已完工的项目采用复核基坑支护,结合BIM技术、无人机技术辅助项目施工管理等展开论述,总结施工技术管理及辅助管理措施,确保施工安全、有序开展,有助于大幅度节约项目施工的周期和成本,以供相关工程参考借鉴。

坝基固结灌浆施工技术研究

以某水库大坝为例,通过孔内循环式灌浆法完成水库大坝固结灌浆施工,在施工过程中控制灌浆段的长度在10m以内,逐级加压,从上至下进行连续固结灌浆作业。施工完毕后监测点所在坝基位置的透水率均小于3Lu,符合基岩固结灌浆标准,有效地规避了坝基岩体发生变形的风险,应用效果优势显著。

陕西山阳县磨沟水库坝基岩体固结灌浆试验效果分析

固结灌浆是指为了改变岩体裂隙发育或破碎岩体的物理力学性质而采取的一种工程处理措施。在山阳县磨沟水库工程中对坝基岩体进行的固结灌浆试验,使用压水试验、波速测试等方法对试验结果进行验证。结果表明:固结灌浆能改良或消除地基岩体中原有的浅层裂隙、结构面以及在开挖和爆破过程中引起的岩体卸荷裂隙等不良条件和缺陷,对提升地基稳定性和确保工程质量有较大的作用。

基坑支护技术在水利工程中的应用研究

在水利工程建设中,若发生安全问题,则会引发严重事故,包括被迫停工、施工变更、延长工期等严重后果。因此,如何提升建设安全成为了水利工程建设方需解决的问题。基坑支护作为水利工程建设中重要的环节,与工程安全密切相关。基于此,文章旨在分析水利工程施工中基坑支护技术应用要点与常见技术应用策略,以期为保障基坑支护施工质量和提高建设安全提供参考。

复杂地质条件下水利工程高水位深基坑降排水施工方法研究

随着我国基础工程建设事业的不断发展,现代水利工程的工程规模、建设难度不断提高,深基坑挖掘逐渐成为复杂地质条件下水利工程建设的必要环节之一。深基坑开挖过程中,周围土体、地下水、地表水等可能都会对基坑成型质量造成影响,及时进行深基坑降排水施工,创造良好的工程施工条件,是现代基建工程领域研究的重要课题。基于此,本文以实际工程为例,探究在复杂地质条件下的水利工程高水位深基坑降排水施工方法,旨在为相关人员提供参考。

基于灌浆前、后波速变化的岩体固结灌浆效果分析

基于20多个大型水利水电工程固结灌浆检测资料,分别对断层破碎带、风化及开挖影响区等不同条件岩体固结灌浆前、后波速的变化进行分析,建立固结灌浆后岩体波速提高率与灌浆前岩体波速之间的关系。同时,对波速变化与变形参数之间的关系进行探讨,并与瀑布沟水电站进水塔基础固结灌浆试验结果进行比较。结果表明:待灌浆岩体自身的可灌性是固结效果的决定性因素;不同工程条件岩体具有相对应的波速提高率范围,置信水平为95%条件下,断层破碎带、风化岩体和开挖影响区岩体波速提高率范围分别为14%～38%,10%～25%和6%～16%;波速提高率与灌浆前岩体波速之间的关系可以用来对岩体固结灌浆效果进行预测。

基于数值应力场的极限平衡法及其工程应用

数值分析可较准确地计算岩土体应力分布,但求解安全系数存在诸多困难;极限平衡法计算安全系数概念明确、过程简单,但假设过多,精度又受到限制。利用数值分析得到的应力场,计算潜在滑动面上正应力分布,再按滑面正应力修正的方法求解出满足所有平衡条件的安全系数。这种基于数值应力场的极限平衡方法充分利用数值方法与极限平衡法的优点,得到理论上更合理的安全系数。将这种新的极限平衡方法应用于武都水库坝基的深层抗滑稳定性分析,并与传统的极限平衡法及有限元强度折减法进行比较,计算结果满意,并被坝基加固设计所采纳。

高水头船闸阀门开启过程水力特性仿真研究

采用动网格技术和VOF方法对高水头船闸阀门开启过程进行非恒定流三维紊流数值模拟,研究阀门段水流急变分离的流态、流速、压力等水力特性参数的时空演化规律,以及出现空蚀与流激振动的危险区域和时刻。研究表明,阀门工作最不利开度是0.4,阀门后狭缝、阀门下底缘及跌坎角处是流噪声源,也是空蚀风险区;开度0.5时突扩体顶板上游侧区域有负压,有空蚀风险;空蚀最危险区域在突扩体升坎反弧末端,最不利工况下,开度0.8时负压高达120.75 kPa。建议进一步对突扩体型进行优化,运行中采用阀门快开方式减小负压持续时间,采取工程措施加强空蚀区的防护。

特高拱坝基础破坏、加固与稳定关键问题研究

特高拱坝的坝基条件大都比较复杂,基础岩体的破坏、加固与稳定评价出现一些关键新问题:坝基岩体力学参数合理取值;坝踵、坝趾基础开裂机制;坝肩非典型软弱蚀变带的处理;贴角区灌浆时机选择;坝趾锚固力损失评价以及大坝-基础非线性稳定分析等。传统的分析方法和加固处理措施日益受到挑战。结合实际工程,就如上问题涉及的研究方法、处理措施进行抛砖引玉的讨论和分析。针对这些新问题,无论数值模拟还是物理试验,都应该采用细宏观尺度的转变方法,并作为非线性方法的理论基础,进一步完善发展,以更好地指导实际工程的优化设计和建设。

高水头船闸闸室消能工消能效果实验研究

利用ADV等先进的量测仪器,通过物理模型实验对高水头船闸闸室明沟和盖板消能工的消能效果进行比较。在相同实验条件下,通过对流速分布、剩余比能和水面波动等参数的对比和消能特性的分析表明:明沟消能效果优于盖板消能。明沟消能工结构简单,在我国应用不多,建议对其加强进行研究及应用。

高拱坝基础大垫座及周边缝设置研究

提出高拱坝基础承载力对建基面的要求,讨论坝肩与河床基础大垫座及周边缝的工作机制、大垫座及周边缝设置的非线性分析特点以及其与高坝整体稳定的关系。指出大垫座设置对基础刚度的对称性、大坝整体稳定性有显著提高的效应。结合高拱坝(英古里、李家峡拱坝和锦屏I级拱坝)实例,详细讨论高拱坝在基础设置垫座后的安全度及坝踵、坝址应力分布优化情况。拱坝所提出的问题对我国目前的高拱坝建设具有指导意义。

拱坝基础不对称性影响研究

结合国内外一些由于两岸基础不对性造成拱坝的影响实例,基于多次的地质力学模型试验和三维有限元计算分析,就锦屏一级高拱坝地形、地质条件不对性对拱坝整体稳定的影响和加固措施的选择进行了探讨。试验和数值结果均显示:上游坝踵拉应力偏大,下游出现拉应力,坝体应力不对称;左岸变形大于右岸,并且出现斜裂缝,超载能力偏低。通过研究,建议采用垫座及锚索等加固措施,使大坝整体处于平稳状态。

黏性隔水层基坑突涌机制的离心模型试验

针对承压水作用下基坑底隔水层为黏性土体的情况,设计突涌离心模型试验,分析不同开挖深度和水位作用下围护墙的弯矩、水平位移与稳定性,观测坑底土体隆起和突涌破坏状态。试验结果表明:随着承压水头的升高或开挖深度的增加,土体隆起变形的曲率变大并在坑底中央逐渐产生裂隙破坏;墙体被动侧土体抗力逐渐减小,围护墙弯矩和水平位移逐渐变大;围护墙后土体内形成竖向裂纹,基坑发生踢脚破坏。考虑土体强度的基坑抗突涌稳定性分析,宜将土体黏聚力折减来反映土体与围护结构接触缺陷、隔水层裂隙发育以及受到地下水软化等不利因素的影响。

基于ABAQUS的降雨入渗条件下基坑边坡稳定性分析

降雨入渗条件下边坡的稳定性分析是评价边坡工程安全的主要依据,对工程施工具有重要的指导意义。以南水北调中线工程淇河倒虹吸基坑边坡为研究对象,基于ABAQUS有限元软件,考虑降雨入渗的边界条件,采用强度折减法求解了边坡的最大位移与安全系数,进行了边坡的稳定性分析。计算中,降雨入渗强度为15mm/h,持续时间为72h。计算结果表明:边坡一次开挖的水平方向最大位移、竖向方向最大位移、安全系数分别为0.26m、0.67m、1.650;边坡二次开挖后相应的计算结果分别为0.19m、0.62m、1.641;边坡三次开挖后相应的计算结果分别为0.20m、0.63m、1.639。定性分析与数值计算结果均表明,施工过程中,南水北调中线工程淇河倒虹吸基坑边坡是稳定的。本文的研究结果可以为该工程的施工提供理论依据,对降雨入渗时边坡的稳定性研究具有一定的借鉴意义。

武都碾压混凝土重力坝深层抗滑稳定破坏试验研究

通过建立武都碾压混凝土重力坝典型坝段坝基的地质概化模型,采用三维地质力学模型试验方法对其天然地基条件下的深层抗滑稳定问题进行系统研究。试验对典型坝段的地形、地质条件,包括岩体、断层、节理等主要地质缺陷的特征进行模拟,根据岩体力学参数及软弱结构面力学参数,研制出适合武都工程地质条件的模型材料,采用超载法进行破坏试验研究。根据试验结果,分析坝体、坝基以及主要断层的变形特征,探讨坝与地基整体失稳的破坏过程、破坏形态和破坏机制,揭示影响坝基稳定的控制性因素,获得典型坝段的滑动破坏机制与稳定安全系数。在此基础上,对坝基加固处理措施进行讨论,为典型坝段的深层抗滑稳定安全评价与基础加固处理设计提供科学依据。

光照重力坝坝基断层影响及处理的三维数值模拟

200m级光照重力坝坝踵和坝趾分别存在较大规模的断层,为了分析和评价断层对重力坝应力位移和坝基稳定性的影响,以及建坝后由于围压变化导致的断层变形模量提高对坝体的影响,对重力坝典型坝段和坝基岩体的联合作用进行三维数值模拟。对两条断层分别进行浮值分析,用强度储备系数法计算受断层影响的坝基安全稳定性,并分别模拟对两条断层进行的不同方式加固处理措施进行模拟。研究结果表明,位于坝趾的F2断层对坝体应力位移状态影响较大,也是坝基稳定性的控制性因素之一,在进行固结灌浆处理提高强度后,不仅可以提高坝基稳定性,而且可使坝体应力状态得到改善。位于坝踵的F1断层开挖并回填混凝土处理不宜过深。同时,建坝后围压变化导致断层变形模量的提高对于坝体应力控制是有利的。

渗流反演分析在工程设计中的应用

马来西亚明光水库大坝为风化花岗岩残积土基础,勘探结果表明,坝基渗透性指标离散性大,得出坝基土渗透性较小、不予进行防渗处理的结论。然而,在水库运用过程中,出现渗漏现象。工程扩建加高,仅依据现场试验结果,对地基渗透情况作出评价更为困难。根据实测资料,进行反演分析,推求坝基、坝体的渗透系数。通过反演分析,得出与观测结果基本一致的坝体、坝基渗透性指标,成为工程设计的主要依据,并指出勘探成果发生离散的原因。运用反演分析得到的参数,对扩建加高后的大坝渗流量及坝基渗透稳定性进行预测和评价,得出大坝渗漏量大、坝基渗透稳定不满足要求、需要进行防渗处理的结论,并针对该工程的实际情况提出防渗处理方案。