高土石围堰复合土工膜防渗三维有限元分析

如何在三维有限元计算中反映复合土工膜的力学特性是亟待解决的技术难题。总结了现有的土工膜数值模拟方法,在三维有限元计算中采用薄膜单元来模拟土工膜,建立了某高65 m的高土石围堰土工膜防渗三维有限元模型,土工膜与上、下游坝料接触部位均设置接触。为模拟施工填筑与蓄水全过程,分别计算了土工膜边界柔性约束与刚性约束2种工况。结果表明:薄膜单元较好地反映了土工膜柔性抗拉材料的力学特性,能适应三维有限元数值模拟中常用的分步填筑施工模拟法,且后处理中能直接展示土工膜的位移、应力云图,具有方便高效的特点;土工膜边界柔性约束位移分布均与刚性约束相同,只是最大主应力及拉应力分布区域略小于刚性约束,计算结果符合土石坝工程的一般规律。

高土石围堰复合土工膜与防渗墙联接型式研究

复合土工膜与防渗墙联合作为围堰防渗体系,其联接部位处容易产生破裂而存在安全隐患,接头部位是该防渗体系的薄弱环节。因而,需开展土工膜与防渗墙联接型式的研究,避免复合土工膜因防渗墙与堰体的变形差异而产生破坏,确保围堰整个防渗体系的安全。以西部某水电站高土石围堰为例,采用有限元分析方法,重点研究了防渗墙与堰体联接部位土工膜的受力及变形规律,以及深厚覆盖层上高土石围堰的整体应力变形规律。结果表明:当土工膜与防渗墙之间采用不同联接型式时,对堰体和防渗墙的应力变形影响较小,但对防渗墙与堰体间位移差异和土工膜应变有显著影响。如土工膜采用平直铺设,则沉降错动会使得接头部分土工膜产生较大的拉应变。随着土工膜平铺段位置的抬高,接头处的土工膜应变大幅减小,受力较为有利。由此可知,将土工膜竖直抬高一定距离后再进行平直铺设是合理的,最终应结合室内拉拔试验成果,确定上覆土层的临界厚度。

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。

厚层淤泥质地基高土石围堰边坡抗滑稳定敏感性分析

针对厚层淤泥质地基结构复杂,对围堰稳定不利的问题,基于Geostudio软件,采用极限平衡法对厚层淤泥质地基高土石围堰在典型工况下的边坡抗滑稳定进行了计算分析,并针对施工中过程中可能发生的覆盖层、透镜体物理力学参数变化,分析了围堰边坡抗滑稳定的敏感性。结果表明:典型工况中存在不满足围堰及基坑边坡稳定要求的情况;覆盖层2层的内摩擦角变化对围堰边坡稳定影响较为明显;透镜体参数变化对最危险滑动面穿过透镜体的情况影响较大,因此应考虑采取地基加固措施。

三峡深水高土石围堰工程科技创新

三峡二期深水高土石围堰是一项具有挑战性的高难度工程项目 ,其面临的技术难题远远超过国内外同类工程的水平。在 1 998— 2 0 0 2年 4年多的运行中 ,围堰保护了左岸大坝和厂房的施工基坑 ,并经受了 1 998年长江大洪水的考验 ,使二期工程得以顺利建成。二期围堰工程质量优良 ,圆满地完成了历史任务。文章从试验研究、设计施工、组织管理、安全监测及运用后拆除等各个方面进行了全过程。

高土石围堰动力特性及抗震安全性研究

水电工程围堰属于临时性建筑物,其抗震安全性不为工程所重视,但在汶川地震中曾有工程因围堰震损而拖后工期.依托白鹤滩水电站大坝上游围堰,研究100m级高土石围堰可能具有的动力性质,一方面其堰高及体型可能导致自振周期与输入地震波的卓越周期较为接近而使得某些部位的加速度反应较大或防渗墙动应力偏大;另一方面防渗墙施工平台以下分区采用抛填施工,相对一般碾压施工的土石坝其下层较为松散,地震引起的围堰永久变形将较大.通过三维动力有限元分析对堰体、防渗墙动力反应及堰坡稳定性做了较深入研究,并对围堰及输入波的频谱特性做了详细分析,定量评价了围堰的抗震安全性.

银盘水电站土石围堰防渗施工及评价

银盘水电站二期围堰地质条件复杂,防渗工程量大、工期短,施工强度大,施工中采用了以水泥膏浆为主要灌注材料的可控性灌浆为主。结合高压旋喷灌浆的防渗施工方案,利用两种工法的各自特点,相互补充,解决了单一防渗工艺对不同地层防渗效果的局限性,达到了围堰快速闭气的目的。

鲁地拉水电站下游土石过水围堰设计与应用

鲁地拉水电站下游过水围堰采用土石过水围堰,该围堰建在深厚覆盖层上,具有大流量、长历时的过水特点,围堰建成后,经历4个汛期过水考验,运行良好。

土石围堰综合防渗技术研究与应用

在前人研究成果的基础上,对平班水电站土石围堰综合防渗技术进行了研究和分析。结果表明,自下而上式常规灌浆和高喷灌浆防渗技术在平班水电站中的应用是合理的,防渗效果明显,完全达到了预期目的。

深厚覆盖层地基高土石围堰应力变形分析

结合Midas/GTS有限元分析软件,以某大型水电站围堰工程为例,通过计算分析得出了深厚覆盖层地基高土石围堰在完建期和蓄水期两种工况下的应力变形特性。结果表明:在两种工况下,堰体垂直位移的方向均竖直向下,最大值发生在堰体底部;完建期堰体及堰基的水平位移呈现两种趋势,上游部分水平位移指向上游,下游部分水平位移指向下游,蓄水期堰体及堰基的水平位移均指向下游;堰体的大、小主应力分布基本均为压应力,并从堰面向堰内逐渐增大,最大值发生在堰体底部的防渗墙附近,在防渗墙周边应力较为集中、梯度相对较大。

深厚覆盖层地基高土石围堰应力变形敏感性分析

采用二维非线性有限元方法分析深厚覆盖层地基高土石围堰在典型工况下的应力变形特性。针对不同的覆盖层及防渗墙物理力学参数,进行了围堰应力变形的敏感性分析。结果表明:在围堰蓄水期,防渗墙底部出现了较大的拉应力;防渗墙弹性模量变化对堰体的水平位移及垂直位移影响不大,但对堰体的大、小主应力的影响较为明显;防渗墙与两侧土体之间的内摩擦角对堰体的水平位移及垂直位移影响不大,但对堰体的大、小主应力会产生一定的影响。

深覆盖层上高土石围堰渗流场的敏感性分析

以某建基于深覆盖层上的高土石围堰工程为例,运用有限元法,进行了其渗流场关于覆盖层土体、基岩及混凝土防渗墙渗透系数的敏感性分析,探讨了围堰渗流场关于这些材料渗透系数的敏感性特征。结果表明:覆盖层土体、基岩及混凝土防渗墙渗透系数越大,围堰下游边坡出逸点越高,围堰及其地基的单宽渗流量越大,出逸段最大渗透坡降越大。因此,对于深厚覆盖层上的高土石坝围堰工程,覆盖层土体、基岩及混凝土防渗墙的渗透系数对其渗流场具有显著影响,在工程勘察设计过程中应尽可能合理地确定这些材料的渗透系数,以便通过准确合理地确定围堰及其地基渗流场,为围堰稳定分析提供可靠的依据。

厚粉土质砂层灌浆对高围堰变形及防渗墙应力的影响

结合松塔水电站上游围堰,针对复杂深厚覆盖层基础上高土石围堰大变形和防渗墙高应力问题及其改善措施进行分析研究。采用非线性有限元方法,研究分析了粉土质砂层及其灌浆措施对围堰大变形和防渗墙高应力的影响,并对不同灌浆范围进行了计算分析。计算结果表明,覆盖层中厚粉土质砂层对围堰变形及防渗墙应力影响很大,通过局部灌浆可以很好地解决防渗墙高应力的问题;但对于围堰的大变形问题,必须大范围灌浆才能起到明显作用。上述所得结论可以为同类工程的设计施工提供参考。

高压喷射灌浆在围堰防渗中的应用

高压喷射灌浆技术被广泛应用于水利水电工程围堰防渗处理。高喷技术在亭子口水利枢纽右岸前期工程纵向土石围堰作为防渗处理施工取得了成功应用。为此根据施工实践,就高喷灌浆应用于围堰防渗处理进行了分析、总结。

武都水库土石围堰高喷灌浆试验研究

高压旋喷注浆就是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻至土层的预定位置后,以高压设备使浆液从喷嘴中喷射出来,冲击破坏土体,当能量大、速度快、呈脉动状的喷射流的动压超过土体结构强度时,土粒在喷射流的冲击力、离心力和重力等作用下,与浆液搅拌混合,并按一定的浆土比例和质量大小有规律的重新排列,浆液凝固后,便在土中形成一个固结体,起到防渗的作用。本文以武都水库围堰高喷灌浆试验为例,阐述了三重管法进行高压旋喷灌浆法的工艺流程和试验效果。

土石围堰高压旋喷桩防渗施工技术应用

针对犍为航电枢纽一期一段土石围堰汛期挡水问题,为确保土石围堰为汛期施工提供无水施工条件,在保证工程施工质量、安全的前提下,进行一期一段土石围堰高压旋喷桩防渗板的研究,通过施工过程中采用的高压旋喷桩防渗板墙双重管法的施工工艺、试验与分析,确定施工工艺及最佳施工参数,并对土石围堰高压旋喷桩防渗施工优势进行总结分析,为同类工程提供借鉴。

高压喷射注浆和水泥土搅拌桩在干船坞土围堰防渗工程的组合应用

介绍高压喷射注浆和水泥土搅拌桩防渗加固技术在日照港干船坞土围堰防渗处理中的组合应用。此技术质量可靠,经济合理,保证工期,对同类工程有一定的借鉴作用。

龙滩水电站上游土石围堰高喷防渗墙工程实践

在原始覆盖层或人工填筑的地层中修建防渗墙,采用高压旋喷成墙的施工方法是行之有效的,特别是在建造临时围堰防渗体系中,应用此法施工方便,造价低廉,曾得到广泛的应用,如在太平驿、福堂水电站修建施工围堰中获得成功。就工程实践过程所采取的一系列方法总结成文,供同行在工作中借鉴。

膏浆灌浆结合高压旋喷工法在围堰防渗中的应用

乌江银盘水电站二期主河床围堰防渗工程量大、工期紧,河床地质条件复杂,河床覆盖层厚,且卵石、漂石含量高,并有架空现象。在施工试验中研究采用了以水泥膏浆为主要灌浆材料的可控性灌浆工艺,结合高压旋喷灌浆的综合防渗工法,利用两种工法的有效特性,相互补充,有针对性地解决了单一防渗工艺对于不同地层条件防渗效果的不足。使围堰防渗施工一次闭气成功。较详尽介绍了施工过程控制要点、施工控制指标和工序要求,并且通过资料分析、注水试验等,充分验证了防渗效果的可靠性。

浅谈高压旋喷灌浆在低水头大坝中的应用

桃源水电站大坝过水围堰、土石副坝的防渗区域采用风化泥岩开挖料进行填筑,填筑前对分化泥岩开挖料进行碾压试验,说明在风化泥岩开挖料填筑体中进行高压旋喷灌浆可行,施工实践表明二管法高压旋喷灌浆成墙效果好,防渗效果明显,可在低水头大坝中推广应用。