等壳水电站碾压混凝土重力坝非溢流坝段稳定渗流场有限元分析研究

通过建立等壳水电站的非溢流坝段的准三维有限元模型,模拟了坝体排水管和排水廊道、上下游防渗层、坝基灌浆帷幕、坝基排水管和排水廊道等,对正常蓄水位工况下坝体、坝基的渗流总水头、压力水头、渗透比降、坝基扬压力分布及渗流量进行了计算分析,验证了坝体和坝基的防渗排水措施的合理性。     

牙根二级水电站坝区渗流场分析与渗控效应评价

牙根二级水电站坝址区河谷狭窄,岸坡陡峻,地质条件复杂。水库蓄水后,坝体、坝基及两岸绕坝渗流将成为影响工程安全和正常运行的重要因素之一。综合分析地形地貌、地质构造以及防渗排水方案的特点,建立坝区三维有限元模型,采用子结构、变分不等式和自适应罚函数相结合的方法(简称SVA方法),结合典型挡水坝段与坝区整体渗流场分析成果,研究了坝区渗流场分布特征,分析了排水孔幕间距以及碾压混凝土层间渗透性对渗流场的影响,并对防渗排水措施的渗流控制效率进行了评价,从而为工程建设提供合理的建议。研究表明,坝区渗流控制措施布置合理,防渗排水效果显著;排水孔幕的布置对坝基扬压力起控制性作用;碾压混凝土渗流特性的各向异性对大坝渗流自由面的性态有显著影响。     

温度因子对混凝土坝渗流监测模型影响的对比研究

分别建立了不考虑温度因子和考虑温度因子时某混凝土坝坝基扬压力监测统计模型,对比研究了温度对混凝土坝坝基扬压力的影响。研究表明:考虑温度因子建立混凝土坝渗流监测模型,有利于提高建模质量,能更好地描述各环境变量对渗流的实际影响程度,能更准确地对大坝安全作出评价。     

基于突变理论的反倾层状岩石边坡

反倾向层状岩石边坡失稳问题一直是工程地质学和岩石力学领域亟待解决的问题之一。针对反倾层状岩石边坡的岩体结构特点，以弯曲拉裂（倾倒）变形的地质模型为基础，根据突变理论建立反倾层状岩石边坡尖点突变模型。从理论上分析了边坡失稳的突变条件，并提出临界失稳深度。在此基础上建立基于突变理论的稳定性评价方法。通过对工程实例的分析，表明对于反倾层状结构岩石边坡，该稳定性评价方法是成功有效的。     

某水电站坝址区水文地质条件与水动力场研究

裂隙岩体渗流作为一个重要的科学研究和工程应用问题,近几十年来得到了国内外学者广泛的关注和持续的研究。裂隙岩体研究的难点和热点是渗透系数的求取和渗流模型的选取。以某水电站工程为例,采用压水试验法确定了坝址区岩体的渗透系数,应用等效连续介质数值模拟方法对坝址区地下水渗流场进行了模拟计算。     

任意形状均质地基二维渗流的可视

为了能够非常迅速和方便地分析网络生成质量和计算结果本身，使渗流分析过程简化，利用Matlab操作平台，将几何数据与数学模型参数、网格生成、渗流计算以及计算结果显示一体化，建立了具有GUI的任意形状地基渗流计算模型。介绍了网格生成方法、平面渗流的数学模型、渗流计算可视化编程、计算与实验的对比。     

地震作用下坝基土体液化判别及动

天津某水库坝基地面以下15m深度范围内的粉土及粉砂层属于容易发生液化的土层，直接威胁大坝的整体稳定。本文采用现场标贯试验（SPT）和室内动三轴试验对水库坝基中的粉土、粉砂层进行了液化判别，并对判别结果进行了对比分析；同时在液化判别的基础上利用有效应力动力分析方法对坝基土体进行了考虑渗流和不考虑渗流的地震液化的非线性动力有限元分析，并将液化的判别结果与现场标贯试验、室内动三轴试验的判别结果进行对比，从中得出一些有益的结论可供类似工程参考。     

深厚覆盖层上面板堆石坝渗流敏感性分析

为研究防渗帷幕尺寸参数及坝基参数对大坝渗流的影响，以合理优化防渗系统的经济成本。以新疆某深厚覆盖层上面板堆石坝为例，通过自编程准三维渗流分析程序建立渗流模型；使用递进判别的敏感性分析方法，对防渗帷幕深度H、防渗帷幕厚度D、防渗帷幕渗透系数K_a、地基渗透系数K_b以及过渡区渗透系数K_c进行敏感性分析，确定各参数间的敏感性排序。实例分析表明，对单宽渗流量更敏感的参数为H、K_a、K_b，对防渗帷幕渗透坡降更敏感的参数为H、K_c。定量给出参数敏感性的显著性水平，提高敏感性分析的准确性和可靠性，可为深厚覆盖层上面板堆石坝渗流分析提供依据。     

白鹤滩水电站阶段性蓄水过程坝基渗流状态分析

白鹤滩水电站自2021年4月6日开始蓄水，至2021年9月30日水位最高达816.51 m，此后水位开始回落，2022年2月底水位降至790 m左右。根据阶段性蓄水过程中的渗流监测成果，结合坝址区工程地质条件及渗控布置方案，分析了白鹤滩水电站大坝坝基的渗流状态，并推测了坝基可能存在的渗漏通道。分析结果表明，河床坝基渗流量受上游水位影响较大，蓄水以来，河床坝基渗流量最大达1 226.37 L/min，较蓄水前增加784.78 L/min，且增加量主要集中在15号、16号坝段，而左右岸坝基渗流量相对较小，两岸坝基渗流量同时受上游水位及降雨量的影响；816.51 m蓄水位下帷幕前扬压力折减系数为0.73～0.97，帷幕后为0.07～0.30，主排水幕处为0～0.07，在防渗排水系统的作用下，坝基扬压力得到了有效消减；推测认为渗透水流通过防渗帷幕薄弱部位流向下游，并以P2β32-2和P2β32-1为主要导水地层，结合地层内发育的软弱结构面向坝基排水孔汇渗，造成部分坝段渗流量显著大于其他坝段。总的来说，阶段性蓄水过程中大坝坝基渗流状态稳定，大坝渗控布置方案合理，渗控效果良好。     

基于压水试验的裂隙岩体渗透特性分析

岩体自重应力、风化裂隙、岩性以及胶结充填等诸多因素往往同时控制裂隙岩体渗透性的空间分布。为了得到坝基岩体透水率的可靠资料，基于钻孔压水试验结果和岩体岩性的比较分析，获得了压水试验过程中岩体透水率Lu值和P-Q曲线的变化规律，并分析了不同自重应力以及岩性等因素对裂隙岩体渗透性的影响。     

大坝失稳的尖点突变模型分析

大坝及岩基的结构失稳、破坏等本身就是一种典型的突变现象。以裂缝开度时效分量的变化作为依据建立了大坝失稳的尖点突变模型，对大坝的稳定性进行了描述，并对大坝失稳的机理做了简要的分析，最后以某水电站为例，进行了建模分析，其结果与实际情况吻合较好。     

高拱坝基础变形模量多目标线性规

在引进拱坝应力重分析单位变形模量法的基础上，建立了拱坝地基处理的基础变形模量优化的多目标线性规划模型。该模型以不同高程地基变形模量E为设计变量，在人为可以改变地基变形摸量的范围内，利用多目标线性规划的方法寻求对坝体应力、稳定及变形最优、相对基础处理费用又较低的地基变形模量。利用上述模型对我国某高拱坝的地基变形模进行了优化，计算结果表明该数学模型合理，优化效果明显，优化的结果对工程地基处理有较现实的技术支持和指导意义。     

基于数值实验的某水电站大坝三维防渗方案研究

某水电站左右岸坝肩均有一定厚度覆盖层,如不处理则存在绕坝渗流问题。设计在此考虑了两类防渗墙措施,即防渗墙不穿透粉质黏土层和防渗墙与基岩封闭,为了优化防渗墙的长度和评估渗漏量,在此设计了4种不封闭工况和2种封闭工况,目的是优化防渗墙长度。根据计算结果分析发现,发现不同部位的渗漏量、水力梯度和水头值均随着防渗墙的延伸单调递减,不封闭时存在渗漏量偏大和局部水力梯度不满足规范要求的问题;封闭时,则渗流量不大,且各部位水力坡降满足规范要求,推荐防渗墙封闭措施。     

大理岩受压声发射研究

在单轴压缩条件下，分别研究分析了天然含水、浸水饱和和施加渗流岩石的声发射特性。研究表明：在低应力阶段，渗流不能引起AE活动，一般在单轴压力达到岩石强度的60%～80%左右、临近破坏时，加渗流和停止渗流的瞬间均会产生较大的AE事件，从稳定渗流到停止渗流一般接收不到明显的AE信号；岩石在荷载作用下的变形破裂特性与该过程中的声发射现象紧密相关。从平均意义的能量和形变角度分析，得出平均能量和平均形变在试件破裂过程中的变化是同步的，浸水饱和岩石较天然含水岩石的平均能量小、平均形变大的结论，并根据岩石破裂损伤机理给以解释。     

块体理论在拱坝坝肩边坡抗滑稳定性分析中的应用

在水电站坝肩边坡的施工过程和运行过程中,由于岩体天然状态遭受到破坏,伴随着边坡开挖及大坝运行,相应的产生整体或部分块体移动,出现不稳甚至破坏效应,给施工和大坝的正常运行带来严重威胁.以万家口子水电站拱坝坝肩边坡为例,通过对坝肩边坡发育的结构面空间组合形式进行分析,找到可能存在的关键块体,采用三维极限平衡分析方法,计算各关键块体在施工期和运行期正常工况、降雨工况、地震工况下的稳定性安全系数,根据拱坝坝肩边坡的设计标准,评价各关键块体的稳定性,并针对坝肩存在的不稳定块体,给出了锚索加固的建议方案.     

拱坝坝基下残留强风化岩层处理措

拱坝坝基变形过大会导致拱坝坝身开裂，从而影响整个工程的安全。以重庆市下涧口拱坝坝基残留强风化岩层引起坝身开裂为例，采用三维非线性有限元法，用ANYSY大型通用计算软件模拟出下涧口工程的具体情况，分析研究了处理坝基的两种措施——灌浆法和混凝土封闭法，通过软件强大的后处理功能得出坝基在处理前后的变位、应力及应变值，对比分析得出了经过处理后强风化岩层地基承载力增强，稳定性提高的结论。并用基面荷载倍比放大法和强降法计算分析了经过处理后地基的安全储备，论证了措施的科学合理性，不仅解决了该工程的病害问题，还可以为类似工程提供经验和参考。     

韩墩引黄灌区衬砌渠道损坏原因分析及对策

在渠道衬砌损坏情况调查分析的基础上,总结了衬砌渠道损坏的主要形式,并对每种损坏形式进行了原因分析,指出边坡陡、基土冻胀变形、基土渗透变形及渗透压力的作用是造成衬砌损坏的主要原因。针对损坏原因,从设计、施工和管理上找出了对策。此外,据韩墩总干衬砌渠道的损坏情况,肯定了在季节性冻土地区通过渠道衬砌实现基土保温的必要性。     

线性递减权重粒子群优化投影寻踪模型及应用

针对粒子群算法局部搜索能力较弱和存在早熟收敛的问题,为了有效地控制粒子群算法的全局搜索和局部搜索,提出了将线性递减权重引入到粒子群优化算法中.该算法是从随机解出发,通过追随当前搜索到的最优值来寻找全局最优解,增加了粒子群算法的局部搜索能力.将其算法优化投影寻踪模型,以此构建了线性递减权重粒子群优化投影寻踪模型,将该模型应用到土坝护坡模式优化评价中,选取9个指标作为评判因子,提出适合该地区的土坝护坡优化模式.结果表明:线性递减权重粒子群优化投影寻踪模型可以有效地找到最佳投影方向,计算投影值,根据投影指标值的大小可对方案进行优选.利用该模型对土坝护坡模式进行综合评价是切实可行的.该算法以其实现容易、精度高、收敛快等优点,并且在解决实际问题中展示的优越性,在工程优化领域具有广泛的应用前景.