雙江口心墻堆石壩初次蓄水及庫水位驟降非穩(wěn)定滲流分析研究.pdf

1、300m級(jí)心墻堆石壩建設(shè)經(jīng)驗(yàn)相對(duì)缺乏，超過了現(xiàn)行規(guī)范的適用范圍，其滲流控制和初次蓄水、水庫放空的合理速度是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)問題之一。采用非穩(wěn)定飽和一非飽和滲流理論，以及固定網(wǎng)格的三維有限元方法，緊密結(jié)合“大渡河雙江口300m級(jí)土質(zhì)心墻堆石壩關(guān)鍵技術(shù)研究”課題，研制和開發(fā)了非穩(wěn)定飽和一非飽和滲流程序，深入研究了雙江口心墻堆石壩初次蓄水及庫水位驟降的非穩(wěn)定滲流場(chǎng)，并提出了安全運(yùn)行的建議。論文主要成果如下： (1)收集、整理和分析了國(guó)內(nèi)

2、外有關(guān)土石壩非穩(wěn)定滲流場(chǎng)的實(shí)測(cè)資料、計(jì)算分析成果，以及一些土石壩水力劈裂或者失事的實(shí)例。 (2)分析了降雨入滲的機(jī)理及入滲條件，以壓力水頭為基本未知量推導(dǎo)了考慮降雨入滲的三維非穩(wěn)定飽和一非飽和滲流微分方程。應(yīng)用Galerkin加權(quán)余量法導(dǎo)出了有限元計(jì)算格式，研制和開發(fā)了相應(yīng)的有限元計(jì)算分析程序，并以算例予以驗(yàn)證。 (3)根據(jù)雙江口心墻堆石壩的實(shí)際情況建立三維有限元模型，分析了水庫不同蓄水速度和不同放空速度條件下，壩體的非

3、穩(wěn)定滲流場(chǎng)、孔隙水壓力、滲透坡降等的變化規(guī)律，探討了心墻土料滲透參數(shù)、土水特性關(guān)系、分階段蓄水、不同有限元網(wǎng)格尺寸等因素對(duì)計(jì)算成果的影響。 (4)初次蓄水時(shí)，心墻內(nèi)飽和區(qū)大小受土料滲透系數(shù)的影響最大，其次是蓄水速度。蓄水完成時(shí)，心墻內(nèi)飽和區(qū)僅出現(xiàn)在上游側(cè)局部范圍。初次蓄水過程中心墻的滲透坡降較大，須嚴(yán)格控制初次蓄水的蓄水速度。水庫放空時(shí)，心墻內(nèi)自由面出現(xiàn)“峰”，其高度受土料滲透系數(shù)的影響最大，其次是放空速度。放空時(shí)心墻的滲透坡降