混凝土面板堆石壩失效縫區(qū)域滲流場(chǎng)模擬方法研究.pdf

1、目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于面板接縫止水失效后的集中滲流計(jì)算模型、計(jì)算方法研究較少，可供借鑒的經(jīng)驗(yàn)也不足，然而，面板出現(xiàn)裂縫或者面板接縫止水失效后會(huì)發(fā)生集中滲流，輕則會(huì)引起滲漏量過大，墊層及過渡層發(fā)生滲透破壞，重則會(huì)引起壩體潰決。
　　本文以某混凝土面板堆石壩為例，首先基于傳統(tǒng)有限元計(jì)算方法，分別利用Geo-studio、Seep-3d、ABAQUS三種有限元數(shù)值分析軟件計(jì)算混凝土面板壩面板止水失效后的滲流場(chǎng)，研究發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)有限元計(jì)算方法計(jì)算面

2、板垂直縫單縫失效時(shí)通過失效縫的滲流量及墊層、過渡層等部位的水力坡降計(jì)算結(jié)果規(guī)律與工程實(shí)際認(rèn)知相矛盾；通過改變水頭邊界施加方法，即改進(jìn)后的有限元計(jì)算方法求解面板垂直縫單縫失效時(shí)通過失效縫的滲流量及墊層、過渡層等部位的水力坡降，計(jì)算結(jié)果能夠符合滲流規(guī)律。經(jīng)傳統(tǒng)解析方法驗(yàn)證，新方法誤差較小，能夠滿足精度要求。
　　運(yùn)用有限元數(shù)值計(jì)算方法，采用實(shí)體單元模擬失效縫，研究周邊縫失效以及垂直縫的失效位置、失效縫寬、失效縫長(zhǎng)對(duì)壩體內(nèi)的浸潤(rùn)面、滲透

3、流量、滲透坡降等的影響規(guī)律，判斷面板失效縫區(qū)下方墊層、過渡層的滲透坡降和滲透穩(wěn)定性。計(jì)算結(jié)果表明，縫寬相同垂直失效縫位置越低時(shí)，垂直縫位置相同失效縫寬度越大時(shí)，以及縫寬相同失效縫長(zhǎng)度越大時(shí)，失效縫區(qū)的滲流量越大，失效縫正下方墊層及過渡層的水力坡降越大，壩體越不穩(wěn)定；縫寬30mm垂直縫通長(zhǎng)失效時(shí)，通過失效縫的滲流量很大，壩體浸潤(rùn)面抬升也很大，對(duì)壩體穩(wěn)定最為不利，可以通過降低墊層滲透系數(shù)，保證墊層施工質(zhì)量的方法控制通過失效縫的滲流量和壩體浸

4、潤(rùn)面高程；建議墊層的滲透系數(shù)取值為1×10-5m/s~1×10-6m/s之間。周邊縫失效時(shí)通過周邊縫的滲流量較大，應(yīng)該注意周邊縫失效的防治。
　　采用Seep-3d三維有限元滲流分析軟件，對(duì)西藏某水電站進(jìn)行三維滲流分析，深入分析推薦方案在正常蓄水位、設(shè)計(jì)洪水位和校核洪水位下的滲流場(chǎng)和滲透穩(wěn)定問題，對(duì)推薦的防滲方案進(jìn)行優(yōu)化布置，分析優(yōu)化方案在防滲墻、帷幕、土工膜、基巖、兩岸坡巖體滲透系數(shù)變化時(shí)的滲流場(chǎng)和滲透穩(wěn)定性。計(jì)算結(jié)果表明，設(shè)計(jì)