土石壩滲流參數(shù)反演的數(shù)值分析方法.pdf

1、在水利工程中，滲流對水工建筑物的影響是工程安全最主要的方面，尤其是對土石壩這樣的以各種土料填筑的水工建筑物。土石壩作為壩工建筑物中應(yīng)用最為廣泛，發(fā)展最迅速的一種形式，其結(jié)構(gòu)簡單，取材方便。這樣的結(jié)構(gòu)形式和材料特性，使得土石壩成為各種形式的擋水建筑物中，與滲流關(guān)系最為緊密。許多土石壩的潰決和破壞都是由滲流引發(fā)的，因此合理的控制滲流是保障土石壩安全運行的必要條件。
　　 本文對滲透系數(shù)反演的數(shù)值方法進行了系統(tǒng)、深入的研究。作為研究工

2、作的基礎(chǔ)，首先對滲流場有限元數(shù)值分析進行了理論推導(dǎo)，分別采用了變分法和伽遼金法推導(dǎo)計算過程，得出了一致的推導(dǎo)結(jié)果，從公式的推導(dǎo)過程來看，伽遼金法相比變分法其物理意義更為明確，推導(dǎo)過程清晰簡明，推導(dǎo)的邏輯銜接緊密，更加有利于把計算過程實現(xiàn)程序化模塊化，便于以后對程序的不斷完善和補充。在理論研究的基礎(chǔ)上，編制了確定性滲流有限元程序，對滲流有限元程序進行正確性和準(zhǔn)確性驗證：采用穩(wěn)定-非穩(wěn)定滲流算例，分別驗證了在穩(wěn)定狀態(tài)下和非穩(wěn)定狀態(tài)下有限元程

3、序計算的可靠性和準(zhǔn)確性。其次，在滲流計算的正分析的基礎(chǔ)上提出了滲流參數(shù)反分析問題，本文采用確定性模型進行滲流計算，對確定性數(shù)學(xué)模型中滲流基本參數(shù)的確定方法進行歸納總結(jié)，分析滲流基本參數(shù)的影響因素，提出滲流基本參數(shù)求解的新方法，即利用壩體的沉降變形和水頭監(jiān)測資料來求推求滲流基本參數(shù)。對土石壩各向異性滲流狀態(tài)對壩體安全影響作出分析判斷，同時利用算例進行了驗證。最后，本文利用黑河金盆水庫大壩0+225斷面內(nèi)心墻的實測沉降變形資料和實測水頭資料