混凝土面板堆石壩失效縫區(qū)域滲流場模擬方法研究.pdf

1、目前國內(nèi)外關于面板接縫止水失效后的集中滲流計算模型、計算方法研究較少，可供借鑒的經(jīng)驗也不足，然而，面板出現(xiàn)裂縫或者面板接縫止水失效后會發(fā)生集中滲流，輕則會引起滲漏量過大，墊層及過渡層發(fā)生滲透破壞，重則會引起壩體潰決。
　　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)值分析軟件計算混凝土面板壩面板止水失效后的滲流場，研究發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)有限元計算方法計算面

2、板垂直縫單縫失效時通過失效縫的滲流量及墊層、過渡層等部位的水力坡降計算結果規(guī)律與工程實際認知相矛盾；通過改變水頭邊界施加方法，即改進后的有限元計算方法求解面板垂直縫單縫失效時通過失效縫的滲流量及墊層、過渡層等部位的水力坡降，計算結果能夠符合滲流規(guī)律。經(jīng)傳統(tǒng)解析方法驗證，新方法誤差較小，能夠滿足精度要求。
　　運用有限元數(shù)值計算方法，采用實體單元模擬失效縫，研究周邊縫失效以及垂直縫的失效位置、失效縫寬、失效縫長對壩體內(nèi)的浸潤面、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。計算結果表明，縫寬相同垂直失效縫位置越低時，垂直縫位置相同失效縫寬度越大時，以及縫寬相同失效縫長度越大時，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垂直縫通長失效時，通過失效縫的滲流量很大，壩體浸潤面抬升也很大，對壩體穩(wěn)定最為不利，可以通過降低墊層滲透系數(shù)，保證墊層施工質量的方法控制通過失效縫的滲流量和壩體浸

4、潤面高程；建議墊層的滲透系數(shù)取值為1×10-5m/s~1×10-6m/s之間。周邊縫失效時通過周邊縫的滲流量較大，應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，對西藏某水電站進行三維滲流分析，深入分析推薦方案在正常蓄水位、設計洪水位和校核洪水位下的滲流場和滲透穩(wěn)定問題，對推薦的防滲方案進行優(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)變化時的滲流場和滲透穩(wěn)定性。計算結果表明，設計