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利用大尺寸砂槽试验模型模拟了坝基二维渗流全过程,并着重分析了坝基二维渗流场的变化情况。模型槽内土样渗透变形破坏后,取不同区域土样进行颗粒分析试验。根据渗透变形试验所获得的参数,运用GeoStudio 2007软件对坝基渗流场进行数值分析,所得渗流场分布与物理模型试验结果基本吻合,说明该二维渗流场的物理模型试验结果较为合理。结果表明,渗透破坏主要发生在坝体下渗透路径较短的区域内,而坝基上下游基本未产生渗透变形;产生渗透破坏后,渗流路径发生较大改变,导致渗透破坏区域渗流量大幅增加,加速坝基破坏进程。 相似文献
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《岩土力学》2015,(9):2648-2658
地下水封洞库渗流场分析和渗水量预测是水幕系统水封效果评价的核心内容,目前多采用连续等效模型进行这类大范围的渗流场分析,分析结果是否可靠的关键在于能否合理、可靠地获取裂隙岩体的等效渗透参数。施工期进行了大量的与水幕孔有关的现场水力学试验,可以用于分析和确定岩体等效渗透参数,但试验的理论背景、试验过程的合理性和数据分析方法还有待深入研究。首先简要介绍了黄岛石油储备洞库工程的4种水幕孔现场水力学试验的试验过程和特点;然后,采用三维渗流数值分析方法,研究了施工期因水幕廊道排水作用对水幕孔围岩渗流场的影响。基于施工期水幕孔注水试验,在达西流假定下,建立了围岩等效渗透系数与水幕孔注水量的经验关系,由此,可以根据水幕孔注水量反算出围岩等效渗透系数。采用裂隙-孔隙渗流分析模型,对比解释了裂隙不同发育特征对水幕孔注水量及岩体宏观渗透参数的影响。最后,对实测试验资料进行了分析,获得了水幕系统围岩等效渗透系数分区图。研究结果对水幕孔有关的渗透性试验的理论分析、裂隙岩体渗透参数取值研究等具有参考价值。 相似文献
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目前,通常采用原型监测的方法了解土石坝运行期渗流情况,但对稳定期渗流研究较多,而未有在土石坝初次蓄水期原位钻孔渗流试验相关研究。瀑布沟水电站大坝由于788.00 m高程以上心墙较薄且早期未布置监测仪器,前期监测显示大坝可能存在抗渗薄弱区域,在初次蓄水期于心墙0+131及0+434断面进行了原位钻孔渗流试验。通过对试验成果分析并与监测成果相比较,得出大坝心墙0+131、0+434断面部分高程存在渗透薄弱带。试验结果表明,通过精心组织设计施工,进行蓄水期心墙原位钻孔渗流试验是可行且有意义的。建议对反滤层保护下的裂缝土体抗渗强度进行评价,加强心墙防渗安全监测以及时掌握心墙运行状况。其试验研究可以为其他砾石土心墙坝的设计、施工、运行期的安全提供参考。 相似文献
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运用岩石高压三轴加载装置和渗透压加载装置,对砂岩进行固定应力变渗透水压力试验,同时借助SOMATOMPLUS螺旋CT扫描机进行实时观测。通过试验结果分析,推出了基于CT数的岩石空隙率公式,从CT尺度上分析了岩石空隙率、渗透速度、渗流速度、微孔隙直径、渗透率等随渗透水压力的变化规律。结果表明:岩石的渗透参数随渗透压力的增加而增大,渗透参数随渗透压力的变化呈对数关系,这是由于渗透水压力使岩石内部空隙发生变形,这一变形为弹性变形;而渗流速度与渗透水压力呈线性关系,符合宏观尺度渗流的达西定律。 相似文献
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二滩高拱坝坝基渗流场的反演分析 总被引：2，自引：0，他引：2
研究运行期高坝坝基渗流特性时,渗流场参数的获取是难点之一。针对二滩工程,利用三维渗流场有限元精细求解技术以及遗传算法等方法和理论,建立坝基渗流场反演模型;选择坝基典型渗压计测点作为实测点,通过特定时刻库水位对应渗流场的反演获得坝基渗透系数,再利用不同时刻点库水位对应的渗流场进行验证。分析结果表明,渗流场的反演结果是合理的,可作为研究运行期高拱坝坝基渗流场真实工作性态的依据。 相似文献
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裂隙岩体渗透系数确定方法研究 总被引：3，自引：0，他引：3
裂隙岩体渗透系数以及渗透主方向的确定对研究岩体渗透性大小及各向异性具有重要意义。高放废物地质处置库介质岩体的渗透性能将直接影响其使用安全性。本文运用离散裂隙网络模拟的方法对我国高放废物处置库甘肃北山预选区3#钻孔附近裂隙岩体进行了渗透性质分析。通过对3#钻孔171.5~178.0m段压水试验数据的反演,标定了离散裂隙网络渗流模型中的裂隙渗透参数(导水系数T)。利用标定的离散裂隙网络模型对场区裂隙岩体进行了渗流模拟,确定了该区域裂隙岩体的渗流表征单元体(REV)的尺寸大小以及渗透主值和主渗透方向。运用离散裂隙网络模型计算得出的渗透主值的几何均值与现场压水试验计算结果较接近,证明了计算结果的有效性。 相似文献
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《岩土力学》2017,(5)
土石混合体是由块石、砾石与砂土、黏土等固体颗粒组成,以块石镶嵌在细粒土体中为结构特征的松散介质。由于其颗粒松散特性,细颗粒在渗流作用下易于流失而形成渗流侵蚀。采用室内试验与数值模拟相结合的方法,扩展渗流侵蚀模型在土石混合体渗透侵蚀研究中的应用。选取云南某滑坡土石混合体为研究对象,采用自制的渗透侵蚀装置,模拟土体基质渗透侵蚀过程,获取土体基质侵蚀参数试验值。根据块石在土体基质中分布特征,建立不同块石含量特征的土石混合体计算模型。基于参数试验值及渗流侵蚀方程、耦合渗流控制方程及孔隙率控制方程,模拟土石混合体渗流侵蚀过程,分析块石含量对土石混合体渗透侵蚀特性的影响。模拟结果表明:在同等水力梯度及时间条件下,块石含量与土石混合体宏观平均流速初值、侵蚀颗粒密度值呈反比,与液化颗粒密度峰值呈正比;块石含量与渗流侵蚀方程中试验参数存在线性相关性。将块石含量作为土石混合体结构特征引入渗流侵蚀方程中,以构建适用于土石混合体的渗流侵蚀模型。 相似文献
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重塑饱和黄土长期渗流劣化机制及其渗透性分析 总被引：1，自引：0，他引：1
为研究重塑饱和黄土在长期渗流条件下的劣化机制,以杨凌Q3黄土为研究对象,用pH=4的稀乙酸溶液作为渗透液加速劣化,通过长时间的常规渗透试验和不同围压下的三轴渗透试验,测量了渗透系数随时间的变化过程,分析了渗透系数随时间的变化规律,探讨了重塑饱和黄土在长期渗流条件下的劣化机制。结果表明：渗透系数随着渗透时间持续减小,与时间符合幂函数关系;渗透系数是反映黄土劣化最敏感的参数;最小孔隙比面的孔隙比决定了渗透系数的大小;最小孔隙比面的孔隙比与初始孔隙比的比值可以用来描述黄土长期渗流的劣化程度,其比值定义为黄土长期渗流劣化率;结合黄土的非线性渗透模型提出了在一定围压下三轴渗透试验渗透系数与黄土长期渗流劣化率的关系式,进而推导出黄土长期渗流劣化率随时间的变化关系式。 相似文献
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减压井机械淤堵机制与防治方法试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
探讨了长江堤防减压井由于设计、施工及运行环境等因素对其产生机械淤堵的影响,研究了不同渗流介质的渗透特性以及多种介质不同组合的综合特性。除传统试验外,自行研制了径向渗透试验模型装置,采用几种物理试验方式配合,对包括地层、反滤层、滤网和井管组成的整个减压井系统,以及径向的水流与几何条件进行模拟试验。通过对室内试验与现场测试成果的综合分析,对减压井机械淤堵机制和淤堵判定进行了归纳,针对实际水动力条件和运行模式,提出了减压井反滤系统防止机械淤堵的优化设计理念。 相似文献
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根据洞庭湖区堤防地质特征,建立二元结构堤基堤内压盖模型。基于渗流有限元理论和虚单元固定网格法,编制了堤内压盖渗流有限元程序。通过在压盖上方增加大量强透水性空气单元的方式,解决了压盖渗流计算中经常遇到的2次入渗问题。同时,研究了压盖宽度对防渗效果的影响,得到在堤内有、无水塘的情况下压盖宽度与堤内最大渗透坡降的影响曲线,指出影响曲线主要呈线性变化的趋势,并提出了用于确定临界压盖宽度的临界破坏点法,该法以压盖宽度-堤内最大渗透坡降影响曲线的延长线与天然覆盖层的允许渗透坡降线的交点作为临界破坏点,临界破坏点左侧的堤内区域为可能破坏区域,需要压盖加固;右侧为安全区域,不需加固。临界破坏点法的应用,大幅度地减小了有限元计算模型,避免了多次重复的有限元计算,显著地提高了计算效率,与规范、有限差分等传统方法相比优势明显。 相似文献
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以板桥河左岸堤防加固工程为背景,提出了一条基于确定性渗流有限元进行堤防渗透破坏风险分析的途径,并对板桥河堤防渗透破坏风险进行了分析研究,根据分析结果对堤防渗透稳定性进行了评价。所采用研究方法发挥了有限元的优点,能够模拟堤防场地土层实际分布情况,较准确地计算洪水位下运行堤防背水面水力坡降。根据“端点组合-单调性法”理论和“3?”法则,通过1995年堤防典型破圩实例建立起整个堤防的抗渗临界水力坡降、渗透破坏风险率的临界值以及堤防汛期防渗的警戒水位,对整个板桥河堤防渗透稳定性评价工作具有非常重要的意义,其分析方法以及研究思路可供同类堤防工程的渗透稳定性评价工作借鉴。 相似文献
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Extreme weather has recently caused many disasters worldwide. In August 8, 2009, Southern Taiwan suffered from serious floods during Typhoon Morakot. In this extreme rainfall event, the Chiuliao first levee in the Laonong River basin experienced catastrophic failure. Therefore, this study focuses on the levee failure mechanisms based on variations in levee water levels. Specifically, this study investigates four mechanisms based on limit state equilibrium. The first mechanism involves the slope stability under hydrostatic conditions at various water levels. The results of this analysis show that the levee cannot fail under this mechanism. The second mechanism involves the levee slope stability with steady-state seepage. Because the water levels are different on the protected and flood sides, the water recedes much faster on the flood side than the protected side. Based on this analysis, the levee slope might fail when the water level at the protected side is close to the top of levee and the water level at the flood side starts to recede. The third and fourth mechanisms involve the levee foundation failure in terms of sliding and overturning failure. The results of this study indicate that the levee foundation is more prone to sliding failure than overturning failure. Based on these results, this study shows that the levee failed when the water level at the protected side neared the top of levee while the water level at flood side started to recede. At this moment, the levee may fail because of both the slope failure with seepage and sliding failure of the levee foundation. 相似文献
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Stability of a levee and its foundation soil during flood is governed by seepage forces. In this study, the seepage forces in the flow domain have been determined using conformal mapping technique. Stability of foundation soil has been studied for a levee with and without cut-off wall on permeable soil of infinite depth. In situ effective normal and shear stresses due to self-weight, additional induced stresses due to levee structure and ponded water on upstream sloping face have been determined by assuming soil to be elastic. Besides, components of seepage stress acting at a point on two orthogonal planes, i.e., on vertical and horizontal planes, are considered and the Mohr’s circle is drawn. Mohr–Coulomb failure envelope is drawn for the foundation soil with known effective cohesion ( $c^{\prime}_{1}$ c 1 ′ ) and angle of internal friction ( $\varphi^{\prime}_{1}$ φ 1 ′ ), and then the stability of the foundation soil has been assessed. Probable zone of general shear failure considering seepage flow has been identified. Zones vulnerable to foundation failure for different width of levee and depth of cut-off wall have been computed. The hydraulic unstable zone in downstream side of the levee resembles a log spiral. The provision of cut-off wall restricts the progress of failure zone only in the downstream side; otherwise, the zone of failure will enter the foundation of the levee. The stability of the foundation soil of an existing ring levee along the rivers Ganga, Sone and Punpun, near Patna (India), has been evaluated. 相似文献
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《Geomechanics and Geoengineering》2013,8(1):49-55
Stability of levees is critical to the safety of human and structures, especially at high water levels. Levees may fail due to the existence of soft soil foundations or seepage of water through the levees or rapid drawdown. Deep mixing technology has been considered one of the good alternatives to solve foundation and seepage problems while geosynthetics can be used to stabilize slopes during rapid drawdown. Studies have shown that deep mixed columns and geosynthetics can increase the stability of highway embankments over soft soils. In those studies, however, no ponding water exists on either side of the embankment, which is not the case for levees. Experimental studies have shown that deep mixed columns under a combination of vertical and horizontal force could fail due to shear or tension/bending or rotation. A finite difference method, incorporated in the FLAC (Fast Lagrangian Analysis of Continua) Slope software, and a limit equilibrium method (specifically Bishop's method), incorporated in the ReSSA software, were adopted in this study to investigate the stability of the levee with ponding water or under rapid drawdown. In this study, deep mixed columns were installed in continuous wall patterns, which were modeled as 2D deep mixed walls. Geosynthetic layers were modeled using cable elements with grout properties between geosynthetic and soil in the numerical analysis. Mohr-Coulomb failure criteria were used for the levee, the soft soil, and the deep mixed walls. The stability of a levee at different stages (end of construction, average service condition, high water surge, and rapid drawdown from the service condition and the highest water level condition) was examined. The study clearly demonstrated that the deep mixed walls can enhance the stability of the levee by providing shear/moment resistance and hindering seepage through the levee and geosynthetics can enhance the riverside slope stability of the levee by providing tensile resistance to the soil. 相似文献
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软基海堤结构稳定性研究 总被引：3，自引：0，他引：3
以软土地基上的海堤为研究对象,根据软土变形的时效特征和自重应力场与渗流场的耦合特性,建立了软土蠕变模型和渗流作用下的耦合应力场分析模型,将堤身、堤基作为整体进行了变形特性分析。并采用强度折减有限元法分析了海堤在自重、波浪力和渗透力耦合作用下的整体稳定性。分析结果表明：软基海堤结构处于多种荷载效应的综合作用之下,不仅对堤基和堤身断面的位移场和应力场影响较大,而且对其整体稳定性也有很大影响。通过计算值与实测值的对比,证明了所建计算模型和所采用的计算方法的正确和适用,所得结果具有理论意义和实用价值。 相似文献
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长江重要堤防防渗与垂直防渗墙技术 总被引：2，自引：0，他引：2
骆良胜 《华东地质学院学报》2001,24(2):140-143
历来长江中下游堤防洪水险情不断，堤基渗漏、堤身隐患、河岩崩塌是三大主要险情，而堤基渗漏尤其突出。本文阐述了堤基渗漏的地下渗流场，依渗流规律制定渗流控制措施，同时结合实际叙述了垂直防渗的主要措施－垂直防渗墙技术的多种工法。 相似文献
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开展二元结构库岸渗控措施研究对于灾害区域地下水资源管理和浸没控制工程的布置具有重要意义。文章以赣江新干航电枢纽工程库区左岸为研究对象,基于区域地下水流动态数值模拟与预测技术,构建地下水三维非稳定流有限元渗流模型,开展水库蓄水后库区地下水浸没动态评价和基于工程组合措施（防渗墙、减压井和抬田）的浸没控制效果对比研究。结果表明:无工程控制措施工况下,水库蓄水三年内库区左岸沿江区域和岸内地势低洼地带会发生较严重的渗漏型浸没;通过联合布设防渗墙、减压井和抬田工程等控制措施,能够有效地将浸没范围控制在堤防工程范围以内;在有防渗墙的截渗作用下,减压井排渍水位是地下水浸没控制的最敏感的参数。渗控工程的建议布置参数:防渗墙渗透系数为17.28×10-3 m/d,减压井间距设置为30 m,排渍水位29 m,减压井距防渗墙的距离为30 m,并在堤内低洼地带进行抬田复垦。本次研究结果可为水库蓄水前期渗控方案的布置提供应用技术支持。 相似文献