大渡河沙灣水電站尾水渠渠堤滲流場特征及穩(wěn)定性分析.pdf

1、堤防和土石壩工程最大的問題就是容易發(fā)生滲透破壞和滑坡險情，滲流分析計算既是堤壩滲透安全性評價的依據(jù)，也是邊坡穩(wěn)定性計算分析的基礎(chǔ)。目前多數(shù)滲流計算僅考慮飽和區(qū)域地下水流運動情況，實際上自由面以上的非飽和區(qū)域也存在土壤水分運動。因此，把飽和與非飽和土作為一個整體來研究滲流問題是很有必要的。 本文所研究的沙灣水電站尾水渠具備了集中電站將近一半水頭的功能，且尾水渠的長度之長、設(shè)計流量之大、工程造價之高，在國內(nèi)尚屬首例。那么，尾水渠渠堤

2、在滲流作用下穩(wěn)定與否就成為了工程成敗的關(guān)鍵。鑒于此，本文首先進行現(xiàn)場調(diào)查和資料收集，對沙灣水電站尾水渠的工程地質(zhì)環(huán)境條件進行評價，再對尾水渠渠堤滲流場的特征進行分析，然后進行渠堤穩(wěn)定性分析與評價，最后，提出適當(dāng)?shù)膬?yōu)化建議和施工注意事項。本文的主要內(nèi)容和研究成果如下： (1)對沙灣水電站的地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地震、氣象、水文地質(zhì)等地質(zhì)背景條件進行了分析，闡明了沙灣水電站尾水渠的工程地質(zhì)環(huán)境。 (2)依據(jù)尾水渠渠堤通過

3、地段的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地形地貌和地層巖性對渠堤進行工程地質(zhì)分段，為后面有針對性的分析研究渠堤滲流場特征及穩(wěn)定性奠定了基礎(chǔ)。 (3)介紹了飽和-非飽和滲流計算基本理論。闡述了土-水特征曲線和滲透性函數(shù)的重要意義，并介紹了它們的確定方法。利用有限元仿真軟件(Geo-Studio)建立計算模型，根據(jù)試驗所得的相關(guān)參數(shù)，建立滲流場二維有限元計算模型，進行數(shù)值模擬計算，分析不同工況條件下尾水渠渠堤滲流場的變化規(guī)律。闡述了水頭、邊坡坡比、混凝土防滲

4、墻厚度、防滲墻飽和滲透系數(shù)對尾水渠渠堤滲流場的影響規(guī)律。 (4)利用施工期布置的測壓管對尾水渠渠堤局部地段進行了地下水位監(jiān)測，研究了過水前后的地下水位變化規(guī)律，并對數(shù)值模擬結(jié)果與監(jiān)測結(jié)果進行了比較分析?？偟膩砜?，數(shù)值模擬結(jié)果與監(jiān)測結(jié)果吻合較好，模擬結(jié)果基本反映了渠堤內(nèi)部的滲流場特征。 (5)闡述了非飽和土邊坡穩(wěn)定性分析的基本理論。在滲流場計算的基礎(chǔ)上，進行了尾水渠渠堤穩(wěn)定性分析，得出了不同工況下尾水渠渠堤的穩(wěn)定性系數(shù)，并對穩(wěn)