基于P2PSand模型的水库土石坝坝基地震液化影响分析

为了解决水库土石坝坝基地震液化导致严重坝体变形和边坡失稳等灾害,从而对水库土石坝长效安全运行造成严重威胁的问题,以某水库土石坝为例,利用有限差分软件FLAC3D 7.0及其内置P2PSand模型(practical two-surface plastic sand model),对存在地震液化地基的水库土石坝进行地震动力响应分析。结果表明:地震强度与相对密实度对水库土石坝坝基地震液化趋势影响较大,超孔压比随着地震过程的进行而逐渐增大,增大幅度约为10.46%;随着坝基地震液化程度的提高,坝体变形更明显,并且坝基边坡稳定性劣化。

页岩储层剪切滑移粗糙缝内支撑剂铺置实验研究

在裂缝剪切滑移和壁面粗糙形态影响下,缝内流体流动通道不均匀,压裂液携砂运移铺置规律更加复杂。选用龙马溪组取心劈裂获得的岩石裂缝面,通过拉伸、叠加、雕刻等手段获得粗糙裂缝平板,构建了单面粗糙支撑剂输送平板裂缝实验装置。采用砂堤形态半定量和固液两相流定量测试方法,开展了非均匀流动通道粗糙缝内不同粗糙度、排量、黏度、粒径条件下的支撑剂输送实验,并对不同粗糙度条件下的裂缝近井带区域进行了PIV(粒子图像测速)/PTV(粒子跟踪测速)技术测试。结果表明:粗糙缝内流动通道不均匀,支撑剂铺置形态受优势通道影响,呈现不规整的凹型结构;流体和支撑剂流经大凸起结构附近时,会改变原来运动方向朝优势通道流动,同时支撑剂运动方向也受到堆积的砂堤形态影响;排量是降低优势通道影响的主控因素,降低排量易对优势通道实现有效封堵;不同黏度、粒径条件下,优势通道影响依然存在,黏度和粒径主要影响支撑剂的输送距离和堆积方式,黏度增大或粒径减小会造成支撑剂输送距离增大,砂堤以“层叠式”堆积。

沅水尾闾金石垸、太湖垸采砂对航道水流条件的影响

分汊河段内采砂易改变汊道原有分流比,进而影响航道水流条件,危及主航道通航安全。为研究沅水尾闾金石垸、太湖垸采砂对航道水流影响,采用2016、2022年实测地形与水文资料,构建平面二维水流运动数学模型,计算采砂前后不同地形和水文条件下水动力场变化。结果表明,研究河段滩槽形势稳定,采砂不会引起主航道尺度明显变化和泥沙淤积;若采砂后中汊锁坝被冲毁,中汊分流比增大7.12%以上;采砂后主航道最小水深仍大于3 m,满足通航要求,锁坝封堵使得河段进口至汊道分流口水面比降减小4‰。若采砂后锁坝被冲毁,枯水期主航道水位最大下降0.10 m;采砂前后河段流场整体变化不大,采区附近流速变小,局部流速最大偏转角小于23°,不影响采砂船进出;锁坝封堵使得洪水期中汊流速减小0.52 m/s。锁坝对稳定总体河势起控制作用,可避免中汊冲刷发展造成主航道水位陡降、尺度萎缩甚至改线,同时采区边界附近流速较大、冲刷滩地,建议对锁坝和滩地进行守护。

渤南低凸起东段明下段砂体差异发育特征及勘探意义

针对渤南低凸起东段明下段主力勘探层系砂体展布规律认识不清的问题,综合运用录井资料、测井资料、分析化验资料和地震资料等开展研究。结果表明:渤南低凸起东段明下段发育1个中期旋回(对应低位体系域、湖侵体系域和高位体系域)和5个短期旋回(对应划分了5个油层组),富砂储层主要发育在低位体系域中的Ⅴ油层组和高位体系域中的Ⅱ油层组。Ⅴ油层组砂体展布受东部物源体系的影响,主要发育河道型砂体和席状型砂体;Ⅱ油层组砂体分布受西部物源体系影响,主要发育河道型砂体、河口坝型砂体和席状型砂体。明下段Ⅴ油层组勘探重点区带在东北部,明下段Ⅱ油层组勘探重点区带在西北部。

The Cemented Material Dam： A New, Environmentally Friendly Type of Dam

The first author proposed the concept of the cemented material dam （CMD） in 2009. This concept was aimed at building an environmentally friendly dam in a safer and more economical way for both the dam and the area downstream. The concept covers the cemented sand, gravel, and rock dam （CSGRD）, the rockfill concrete （RFC） dam （or the cemented rockfill dam, CRD）, and the cemented soil dam （CSD）. This paper summarizes the concept and principles of the CMD based on studies and practices in projects around the world. It also introduces new developments in the CSGRD, CRD, and CSD.

鄂尔多斯盆地西缘石炭纪羊虎沟组海岸砂坝特征与成因

因对鄂尔多斯盆地西缘石炭纪羊虎沟组海岸砂坝的成因认识不足,阻碍了油藏的进一步开发。在研究区惠探1井、鄂32井、鄂33井、乐1井等取心井的岩心观察和区域地质等资料的基础上,结合岩石粒度分析、测井曲线特征分析和元素分析,对鄂尔多斯盆地西缘羊虎沟组海岸砂坝的沉积特征、砂坝砂体沉积特征和控制因素进行了系统研究。结果表明,研究区砂坝呈条带状沿古隆起聚集,南部的砂坝砂体厚度较大。该结果可为鄂尔多斯盆地羊虎沟组有利区的下一步勘探开发提供有益参考。

筛分半成品料与天然沙掺配组成的大坝反滤料设计

通过对科特迪瓦波波里项目的天然沙、筛分半成品料进行颗分试验,在设计出最佳的掺配比例后再对筛分系统进行改造,实现了天然沙与筛分半成品料的自动掺配,进而实现了高效率、低成本的大坝反滤料生产,满足了渗透性(D_(15))、稳定性(D_(15)/d_(15))的设计指标。阐述了对筛分半成品料与天然沙掺配组成的大坝反滤料的设计情况。

尾矿库溃坝泥石流多级拦截坝防护效果研究

为了减轻山谷型尾矿库溃坝形成的高流速、强冲击力的尾砂泥石流对下游生命财产造成的损伤,设计以拱型为基础坝型的多级拦截坝,在此基础上构建三维数值模型,对尾矿库多级拦截坝滞留尾砂泥石流效果和对下游敏感目标防护作用开展深入研究。研究结果表明:尾矿库溃坝后形成的尾砂泥石流经多级拦截坝拦挡缓冲后,尾砂在拦截坝处滞留历程分为“爬升、回淤、攀越”3个阶段,最大流动速度减少约8.86 m/s、砂流到达村庄的最大水位高程时间推迟约210 s,下游村庄最大淹没水深降低约3.47 m,平均淤砂深度减小近1.87 m,设计的多级拦截坝滞砂防护效果显著。研究结果可为溃坝泥石流多级拦截坝安全防护问题提供借鉴。

面板堆石坝含特细砂砂砾石填筑料碾压特性研究

阿尔塔什水利枢纽工程大坝主堆石区填筑料以砂砾石料为主,该地区河滩砂砾石料颗粒级配中的砂为特细砂,其在砂的级配中缺少中粗砂、级配不连续、保水性较差等特殊性级配料的特点导致其在施工过程中势必会影响到碾压的压实效果,给施工过程的质量控制带来很大难度。阐述了施工中通过对含特细砂砂砾石填筑料进行的不同加水量、不同厚度、不同碾压遍数及碾压机械等不同的碾压工艺参数进行试验检测、综合统计分析研究,探索出适合该工程的相关碾压施工参数标准,优化了施工碾压参数,提升了施工现场试验检测控制的时效性,为大坝填筑建设提供了稳定、可靠的施工参数,增强了坝体整体填筑的可靠性,为减小坝体沉降变形、提高大坝抗震安全储备和控制大坝施工质量等提供了有利条件。

小山口水电站砂砾石面板坝三维静、动力有限元计算分析

鉴于小山口水电站为软岩基础,坝体较长,且混合坝接头部位非常复杂。为了解决该坝体面临的变形控制难、坝体抗震等级高等设计难题,结合砂砾石面板坝结构、坝壳料设计,通过构建三维有限元模型,该模型包括坝体、泥岩和沙质泥岩基础组成。在静力本构分析中,采用了非线性邓肯E-B模型,而在动力本构分析中,则使用了等效线性粘弹性模型。通过这个模型,对坝体的应力和变形进行了全面系统的研究和分析,同时对坝体的抗震性能和抗震稳定性进行了验证。结果表明,在各种工况下坝体所表现出的变形规律合理。同时在混凝土面板最大拉应力和压应力都符合所采用混凝土材料的允许应力要求,坝体的抗震性能和抗震稳定性满足规范要求。

基于改进多目标布谷鸟算法的拦沙重力坝结构抗震优化

混凝土重力坝在强震作用下易出现结构安全问题,因而需采用合理经济的工程措施加以防护。将西北地区某拦沙重力坝作为研究对象,基于振型分解反应谱法分析大坝自振特性与动力响应,并综合考虑坝踵拉应力和抗震措施可变造价,采用改进多目标布谷鸟算法(MOCS)进行抗震设计方案的优化。此外,为提高算法性能,通过调整拥挤度距离计算公式、引进多项式变异算子以及动态步长和发现概率等方式进行改进。通过与其他多目标算法在不同测试函数上的对比试验,证明改进MOCS算法具备计算高效和解集均匀等优点。最后,根据Pareto最优解集,对重力坝的设计方案进行合理性评价,并提出工程建议。相关方法与结论对高烈度地震区混凝土重力坝的结构设计具有参考价值。

BBN水电站混凝土面板砂砾石坝渗流安全分析

采用GeoStudio岩土软件SEEP/W模块对BBN水电站混凝土面板砂砾石坝进行渗流稳定计算分析,计算正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位3个高水位工况下的渗透比降,与坝基岩土的允许渗流比降进行比较,并通过与渗流安全监测实测资料分析成果进行对比分析,评价坝体及坝基的渗流安全性态,同时复核渗流计算的合理性。研究成果可对类似混凝土面板砂砾石坝设计和安全评价中的渗流稳定计算和复核分析提供一定的参考。

胶凝砂砾石坝在水库工程建设中的应用

为探索胶凝砂砾石坝在水库工程中应用的可行性及控制要点,对胶凝砂砾石材料性能展开试验,并对设计强度和配合比进行分析;进而对某中型水库工程中胶凝砂砾石坝的施工要点展开分析探讨。结果表明,胶凝砂砾石坝作为新坝型,其梯形断面应力更加均匀,在非常工况下抗剪断安全系数高,抗压强度大,施工速度快,施工质量好,综合投资也比传统坝型节省少,具有显著的经济效益、社会效益和环境效益。

抽水蓄能电站绿色施工技术

抽水蓄能电站建设发展迅猛,但在工程施工过程中存在高投入、高消耗、高污染、低效率等现象,迫切需采取措施推进绿色施工。为此,基于绿色施工的核心理念,介绍了近年来抽水蓄能电站绿色施工技术,包括抽水蓄能电站新坝型、绿色输水隧洞施工技术、绿色混凝土制备技术、绿色砂石加工技术、边坡生态修复技术、二氧化碳爆破技术及施工车辆电气化等,取得了良好效果。

基于复合模型沙的大比尺尾矿库漫顶溃决模型试验

尾矿库是重大危险源且存在溃坝危险,为了更真实地预测尾矿库溃坝造成的影响,定量掌握尾矿库的溃坝过程及其对下游的影响程度,利用细粒尾砂与膨胀珍珠岩按照体积比尺1.5∶1进行混合制作复合模型沙,通过室内试验和水下休止角试验确定复合模型沙的基本可行性;并在满足相似条件的基础上,开展极端状态下的复合模型沙大比尺尾矿库漫顶溃坝试验,分析其溃坝过程、流量过程、断面形态演变过程、浸润线、淹没高程和范围等变化规律。试验结果表明:物理模型试验历时140 min,复合模型沙下泄量占总库容的10.76%,下游区域淤积量占下泄量的95.21%,基本符合漫顶溃坝的实际情况,设计选配的复合模型沙合理,说明该复合模型沙能够更真实有效地还原尾矿库溃坝过程。研究结果为尾矿库漫顶溃坝试验中模型沙的选择提供了新思路。

胶凝砂砾石材料对镶嵌混凝土面板坝影响分析

结合羊曲镶嵌混凝土面板堆石坝的结构布置及现场实际情况,进行了胶凝砂砾石(CSG)材料三轴试验,控制水泥掺量分别为10kg/m^(3)、20kg/m^(3)、30kg/m^(3)和40kg/m^(3),分析水泥掺量对胶凝砂砾石材料弹性模量的影响;通过二维及三维有限元计算,分析不同区域填筑高模量胶凝砂砾石对坝体及面板应力应变的影响,为后续胶凝砂砾石材料现场施工提供参考依据。

基于曲线型束水分沙导流墙的无坝取水工程模型试验研究

无坝取水是投资少、利于保持河道形态、对环境干扰较小的取水工程类型,但天然河道的流量、水质会影响工程运行效果。无坝取水工程设计时要合理选择取水口位置,要将取水口河段演变规律的影响纳入考量。基于此,文章结合相关理论为无坝取水工程设计了辅助工程,即曲线型束水分沙导流墙,通过模型试验的方式,验证了此种辅助工程应用于无坝取水工程的可行性,从而为无坝取水工程的科学设计提供参考,保障取水工程正常运行。

新疆某水库沥青混凝土心墙砂砾石坝渗流分析

新疆某水库工程大坝为沥青混凝土心墙砂砾石坝,坝体防渗系统由沥青混凝土心墙+混凝土基座的形式组成。结合地形地质情况,借鉴国内类似工程经验,对工程渗控系统进行合理设计,并采用二维、三维有限元方法进行渗流计算分析。结果表明:在各种计算工况下,工程各部位的渗流场分布合理;各部位的最大渗透比降均未超过其相应部位的允许值,满足渗透稳定要求;坝体、坝基渗流量占河道全年径流量的1.8‰。该工程渗控系统设计满足规范及设计要求。

乌斯通沟水库规划设计研究

针对乌斯通沟河流域水系特征,收集工程区气象水文数据,计算乌斯通沟水库坝址处设计洪水成果。经地质资料分析,水库河谷呈“V”型,坝基存在渗漏及渗透变形可能,坝肩边坡存在不稳定可能。通过对乌斯通沟河水文地质等要素进行计算研究,确定了出山口以上1.4km处为坝址,通过详细比选,确定坝型为沥青混凝土心墙砂砾石坝,并对挡水、泄水建筑物等重要构筑物进行了详细阐述。

胶凝砂砾石坝在马曲水库建设中的应用

胶凝砂砾石坝是一种新坝型,具有经济性好、环境友好、适应性强等特点。结合马曲水库建设地的地形地质条件、气候条件、筑坝材料等实际情况,经济技术分析后推荐采用胶凝砂砾石坝。阐述了马曲水库胶凝砂砾石坝结构设计、坝体防渗及基础处理,对类似工程具有一定的借鉴意义。