坝基渗透稳定性分析
覆盖层坝基稳定性分析
李 刚
( 中国水 电顾 问集 团贵阳勘测设计研究院有限公司 贵州 贵阳 5 5 0 0 8 1 ) 摘 要: 根据覆盖层工 程地质特性 、 水文地质环境 的特点 , 通过 试验取 得数据 , 通过相 关计算 方式 , 对 覆盖层稳 定性进行 分析 。评
价不 同情 况下覆盖层稳 定性 问题 , 得 出相关结论 , 为覆盖层 的稳 定性处理提 出更好的意见和 建议 。 关键词 : 覆盖层 ; 坝基 ; 稳定性 ; 分 析
根据坝基覆盖层 厚度 、 特征 、 物质成分和相关物理指标进行判定 。按 照水利 水 电工程 勘察 的规范 , 土体 在地 下水渗 透力 ( 动水压 力) 的作用 下, 部分颗粒或整体发生移动 , 引 起 岩 土 体 的 变 形 和 破 坏 的 现 象 。渗 透 变 形一般可分为流土、 管涌 、 接触冲刷和接触流土等。这些渗透变形可能在 地 基 渗 流 中单 独 出现 , 也 可 能 以多 种 形 式 出 现 。
1 . 2 渗 透 稳 定 分 析
在 渗流的作用下, 是 否 产 生 渗 透 破 坏 主 要 取 决 于 覆 盖 层 的抗 渗 的 作 用和 强 度 , 即渗 透 降坡 的标 准 — — 临界 坡 降 。覆 盖 层 的临 界 坡 降 , 根据边
1 覆 盖层渗 透情 况分 析
为了对覆 盖层 的渗透性进行分析 , 应进行钻孔 压水的实验 。通过试 验确定覆盖层透水特性 。
2 某涵闸工程管理优化对策
2 . 1 积 极 完 善 涵 闸 管理 机 制
2 . 4 积 极 开 发 第 三 产 业
工程管 理单位 通过发展第三产业可 以增 加工程 单位 的活动经 费, 已 经成为工程管理单位开创工作 新局面 的重要环节与紧迫任务 。某涵闸管 某涵 闸区政府应该完 善涵 闸管理机制, 在汛前汛后编制涵 闸工程 除 在 保证涵 闸工程 生态 、 环 境、 资源 、 险加 固维修项 目, 及 时上报上 级水 务局、 水利厅 , 以尽力争取 除险加固经 理所可 以借 鉴其他单位 的成功经验 , 工 程 效 益 不 受 影 响 的前 提 下 , 因地制宜 , 充 分 利 用 水 土 资 费 。并尽快 组织涵 闸管理人 员对各涵 闸的启 闭设备擦洗上油、 维护保养, 安全不受破坏、 人力资源 以及技术设备的优势 , 积极开发第三产业。譬如通过挖掘该 并对 各个 启闭机进行试运行 , 确保完好无损 。另外 , 所有涵 闸管理人员需 源 、 林、 牧、 渔、 商、 旅等 行业 的资源 , 大力促进其 发展 , 以实现“以 要 吃住都在 闸上 , 以闸为家 , 禁止擅 自离 岗。同时执行全天 2 4 h轮流值班 地 区在 农、 以闸养 闸” 的功能 , 从而增加某涵 闸工程管理人 员的收人 , 提高 制度 , 加 强对涵 闸工程 的检查与观测 , 及时处理突发事故。一旦遇上那些 水养 水、 员工满意度 , 最终促进某涵 闸工程管理水平的提高。 存 在 安全 隐 患 的 涵 闸 , 需要及时维修加 固, 以保 证各 涵 闸 启 闭 灵 活 , 安全 度过汛期 。 3 结 语 涵 闸工程技 术和管理 问题一 直是我 国水利工程 理论与 学术界研 究 2 . 2 优化管理工作环境 探 讨 了 该 涵 闸工 程 发 展 现 状 涵 闸管 理人员工作环境 的好坏直接 反映 了涵 闸工程管 理水平 的高 探 讨 的 重 要 课 题 。本 文 以某 涵 闸工 程 为例 , 主要体现在 工程设 施老化 、 管理环境落后 、 管 理水平 低 。某涵 闸管理所 应该 从以下几个方面优化管理人 员的工作环境 : ① 保 及存在的管理问题, 水 毁 经 费 不 足 四个 方 面 。以此 为基 础 , 本 文 有 针 对 性 地 提 出 了某 涵 持 整个闸区 的清 洁; ②保持 启闭机的灵活可靠 ; ③保持机 电设备完 好无 较 低 、 积极编制除 险加 固项 目、 优化管理工作环 损; ④保 持防雷设施 正常运行 。另外, 涵 闸管理所可 以通过参观考察标杆 闸工程管理的优化对策 。即是 : 提高管理人员素质、 积 极 开 发 第 三 产 业 。优 化 涵 闸工 程 管 理 的 关 键 是 单位 , 引入计算 机软件等科技手段 , 提 出适合本地 区涵闸管理体系 , 达到 境 、 建 立健全涵 闸工程 的管理制度 , 只有形成规 范的管理制度 , 才能 不断促 优 化 涵 闸 管 理 工 作 环 境 的 目的 。 进涵闸工程管理水平 的提高 。 2 . 3 提高管理人员素质 涵闸工程能否正常 的运行 ,为该地区带来最大 的经济和社会 效益 , 关 键 在 于 管 理 。 因为 , 涵 闸管 理 做 得 好 , 不 但 可 以保 证 涵 闸 正常 的运 行 、 降低发生事故发生率 , 而且可 以提高涵闸的使用寿命, 降低 经济成 本。优 化涵 闸工程管理 的 一 ‘ 个重要环节就是提高涵闸管理人员的素质。具体而 言, 提高某涵 闸工程管理人 员的素质可 以从 以下几个方面 着手 : ① 通过 各种方 式吸引高素质的年轻人到涵 闸管理 队伍 中来, 逐步淘汰那些年龄 大、 素质跟不上管理发展需要的人 员。 ② 加强对涵闸管理人员的培训 , 提 高他们 的管理水平 , 使他 们熟悉涵 闸工程各个部位 的结构和规 划、 了解 整个设 计意图项 目施 工情 况 、 工程进 展 以及存在 的问题 , 掌握 和运用涵 闸检查观测与维修养护等关键技术 。 通过培训还可 以树立他们的风险意 识, 使他们做 到讯 前讯后定期对涵闸进行检查 , 并全面及 时地 分析问题 , 参考文献 『 1 1 冯永军 . 浅议宿 州市蛹 桥区 中小型 涵闸工程 管理 运用l J 1 _ 科 技创 新导
粘土心墙坝渗流及稳定性分析
中 图分 类 号 : T U 3 7
引言
文 献 标 识 码 :A
文章编号 :1 0 0 6 — 7 9 7 3( 2 0 1 3 )0 6 — 0 2 1 卜0 2
四 、 计 算 结 果 分 析
1 . 坝 体 渗 流 计 算
( S L 2 7 4 — 2 0 0 1 )中 8 . 1 . 2条规 定,分别考虑上游正常蓄水 位与下游相 应的最低水位 、上 游设 计洪水位与 下游相应 的水
位 、 上 游校 核 洪 水 位 与 下 游 相 应 的 水 位 三 种 水 位 组 合 的 渗 流
一
、
位 情况稳定渗流期下游 坝坡、设计洪水位稳定渗流期 坝坡、
校 核 洪 水 位 稳 定 渗 流 期 下游 坝 坡 、 正 常 运 用 遇 地 震 下游 坝 坡
实 际工 程 中 的渗 流 稳 定 性 问题 早在 2 0 世 纪 初 就 得 到 了
国内外学者广泛 重视 ,他们不仅从 工程实践方 面积 累了大量
结 合 该 粘 土 心 墙 坝 的 实 际运 用 情 况 : 设 计 洪 水 位 1 , 0 3 6 . 5 m; 校核洪水位 1 , 0 3 6 m;正常蓄水位 1 , 0 3 5 m, 进
行 三种 工 况 下渗 流计 算 。 ( 1 ) 自 由水 面 位 置
工况条件 ;依据该规范 中 8 . 3 . 1条规 定 ,分别考虑正常蓄水
际工程 中经 常碰到 ,水库 大坝表现尤为突 出。 因此有必 要依 据工程 实际加之 以数值模 拟 ,在理论分析 的基 础上对坝体进
混凝土坝结构安全评价范本(2篇)
混凝土坝结构安全评价范本混凝土坝是一种重要的水利工程结构,对于保障水库的安全运行起着至关重要的作用。
为了确保混凝土坝的结构安全,进行安全评价是必要的。
本文将根据相关文献和实践经验,提供一个混凝土坝结构安全评价的范本,以供参考。
一、坝体整体结构安全评价1. 坝体稳定性分析坝体的稳定性是评价混凝土坝结构安全的重要指标之一。
可采用有限元分析方法对坝体进行静力和动力稳定性分析,考虑坝体受力、水压等因素的作用,评估坝体的稳定性。
2. 坝体下滑和倾覆分析通过分析坝体的下滑和倾覆情况,评估坝体结构的安全性。
可考虑温度变化、泥石流、滑坡等因素的影响,采用数值模拟和实际观测数据相结合的方法进行评估。
3. 坝体的抗震性能地震是混凝土坝结构安全性的重要考虑因素之一。
通过抗震分析,评估坝体在地震荷载下的破坏机理,并确定抗震设防水平。
二、坝体材料安全评价1. 混凝土强度评价混凝土的强度是评价混凝土坝结构安全的重要指标之一。
可通过采集混凝土样品进行抗压强度试验,评估混凝土的强度是否满足设计要求。
2. 混凝土的耐久性评价混凝土的耐久性是评价混凝土坝结构安全的另一个重要指标。
可通过采集混凝土样品进行抗渗透性、抗冻融性等试验,评估混凝土的耐久性能。
三、坝体渗流安全评价1. 渗流分析坝体的渗流问题是评价混凝土坝结构安全的重要指标之一。
通过渗流分析,评估坝体渗流量,判断渗流对坝体稳定性和坝基稳定性的影响。
2. 渗漏控制评价通过对坝体的渗漏控制措施进行评价,确定控制渗漏的效果是否满足设计要求,确保坝体结构的安全。
四、坝体监测和维护评价1. 监测系统评价坝体监测系统是评价混凝土坝结构安全的重要手段之一。
通过对监测系统的评价,评估监测数据的准确性和实时性,确保监测系统对坝体结构安全的有效监测。
2. 维护措施评价坝体维护是保证混凝土坝结构安全的重要环节。
通过对维护措施的评价,判断维护工作的有效性和规范性,确保及时发现和修复坝体结构的损伤。
本文提供了一个混凝土坝结构安全评价的范本,包括坝体整体结构安全评价、坝体材料安全评价、坝体渗流安全评价和坝体监测和维护评价。
210978988_高势能尾矿坝三维渗流稳定分析
2022年 12月上 世界有色金属223高势能尾矿坝三维渗流稳定分析陈天镭,秦 婧,汪 军,冒海军(兰州有色冶金设计研究院有限公司,甘肃 兰州 730000)摘 要:随着上游法尾矿水力冲填筑坝的不断加高,库内水位持续上升,逐步形成高势能尾矿坝,库内水位逐渐升高导致尾矿坝内浸润线也逐渐升高,浸润线埋深是影响坝体稳定的关键因素,用三维模拟分析方法对高势能尾矿坝的渗流场情况进行分析是确定坝体稳定性的重要一步。
关键词:高势能尾矿坝;三维模拟;有限元网格模型中图分类号:TV223.4 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2022)23-0223-3Three dimensional seepage stability analysis of high potential tailings damCHEN Tian-lei, QIN Jing, WANG Jun, MAO Hai-jun(Lanzhou Engineering & Research Institute Of Nonferrous Metallurgy Co, Ltd,Lanzhou 730000,China)Abstract: With the continuous heightening of the upstream tailings hydraulic fill dam, the water level in the reservoir continues to rise, and a high potential tailings dam is gradually formed. The gradual rise of the water level in the reservoir leads to the gradual rise of the water level saturation line in the reservoir. The buried depth of the saturation line is very important for the stability of the dam. Using three-dimensional simulation analysis method to analyze the seepage field of the high potential tailings dam is an important step to determine the stability of the dam.Keywords: High potential tailings dam; Three-dimensional modeling; Finite element mesh model收稿日期:2022-10作者简介:陈天镭,男,生于1963年,汉族,甘肃兰州人,本科,高级工程师,研究方向:结构、尾矿设计及科研。
土石坝(第四节:稳定分析)
折线滑动面:非粘性土坝部分浸水时滑动面常 常是折线滑动面。 非粘性土石坝的坝坡-心墙坝的上、下游坝坡, 斜墙坝的下游坝坡以及上游保护层连同斜墙的 滑动常形成折线滑动面。
14
常采用滑楔间作用 力平行滑动面假定
1
1
P1 K W1 cos 1tg1 W1 sin1
tg2 K
W2
cos 2
有效应力法:把孔隙压力作为外荷载计算,土的抗 剪强度指标采用有效强度指标 φ’,c’。
τ c (σ u)tg
4、地震荷载:同重力坝。
7
荷载组合(计算工况) 正常运用情况:
1.水库蓄满水时(正常蓄水位或设计洪水位) 下游坝坡的计算。 2.上游库水位最不利时上游坝坡稳定计算。
3.库水位正常降落,上游坝坡的稳定计算。
渗透动水压力可用流网法求得,但总的渗透动水压 力需将各网格的渗透动水压力按向量求和,比较繁 琐,在工程中常采用替代法。
K bi (h1i 'h2i cositg'i ci 'li bi (h1i mh2i )sini
12
最危险圆弧位置的确定
13
2、折线滑动法 直线滑动面:非粘性土坝完全浸水或者不浸水 时滑动面常常是平面。
tg2 K
P1
sin(1
2 )
W2
sin2
P1
cos(1
2 )
P1 W1 sin1 W1 cos 1tg1
2
K P1 sin(1 2 )tg2 W2 cos2tg2
P1 cos(1 2 ) W2 sin 2
15
斜墙坝上游坝坡的稳定计算
最危险滑动面位置的确定
16
3、复合滑动面法
k
水坝设计中的坝体稳定性分析
水坝设计中的坝体稳定性分析在水坝设计中,坝体稳定性是一个至关重要的问题。
坝体稳定性不仅关系到水坝的安全性,更直接影响到水坝的使用寿命和工程效益。
因此,在水坝设计的过程中,对坝体稳定性进行全面的分析和评估是非常必要的。
一、坝体稳定性分析的基本概念坝体稳定性是指水坝在承受地下水和坝体自重、渗流压力以及外部荷载的作用下,坝体不发生破坏或发生破坏的概率很小的状态。
坝体稳定性分析是通过对水坝各种受力情况的计算和模拟,来评估水坝的整体稳定性并提出相应的改进措施。
二、坝体稳定性分析的主要内容1. 静力分析:静力分析是水坝设计中的基础,通过对水坝受力情况的计算和分析,确定坝体的受力状态,包括重力坝、拱坝、重力-拱坝等不同类型水坝。
2. 渗流分析:水坝周围地下水和坝体内部水流的渗透对坝体稳定性有重要影响,渗流分析主要是通过数值模拟和实际监测,评估水坝渗流对坝体稳定性的影响。
3. 抗震分析:地震是水坝面临的重要自然灾害之一,抗震分析是评估水坝在地震作用下的稳定性,确定水坝的抗震性能和安全储备。
4. 滑动稳定性分析:水坝坝基和坝体之间的滑动是水坝稳定性的一个重要指标,滑动稳定性分析通过对地基土层性质和坝体结构的计算、模拟,评估水坝的滑动稳定性。
5. 破坏机理分析:水坝破坏的机理是水坝稳定性分析的关键,通过对水坝破坏机理的模拟和分析,可以进一步提高水坝的稳定性。
三、坝体稳定性分析的方法与工具1.数值计算方法:数值计算方法是目前水坝设计中常用的分析方法,包括有限元法、有限差分法等,通过计算机模拟水坝的受力情况和破坏机理,评估水坝的稳定性。
2. 监测与实测方法:监测与实测是对水坝真实受力情况的监测和检测,通过现场数据的采集与分析,可以验证水坝设计和分析的准确性,提高水坝的安全性。
3. 专业软件辅助:如Plaxis、Autocad等专业软件可以提供水坝设计中各种受力情况的模拟和计算,辅助设计师进行坝体稳定性分析与评估。
四、水坝设计中的坝体稳定性评估在水坝设计中,坝体稳定性评估是一个重要的环节,通过对水坝各种受力情况的分析和评估,可以及时发现水坝存在的安全隐患,采取相应的措施加以改善,确保水坝的安全性和稳定性。
第10章 坝基岩体稳定分析140414
美国加州 Monticello Dam
坝肩岩 体滑移 条件
VA
O
H
3N
1
4 E2
·分力方向以外的结构面成为其横向切割面
·在分力夹角范围内的侧向滑动面 软弱夹层
·岩体下部近水平或较平缓结构面 层面
·河谷边坡构成天然的临空面
断层裂隙面
构成 底滑面
各种地形地质条件对拱坝坝肩岩体稳定的影响
重庆云阳盖下坝水电工程 双曲拱坝右坝肩岩体
节理
滑动面
低于坝基底面与基岩接触面的抗剪强度 其抗剪强度
低于岩体中其它界面或部位的抗剪强度
可单一 其出现形式 可由两组或多组结构面组成
峨眉山龙门洞地质实习点,何鹏摄于2001年11月
⑵ 滑移破坏形式
坝基岩性软弱 岩层 产生滑动的原因 软弱夹层埋藏浅 产状 平缓 现象:在水平推力作用下,下游岩层容易向上弯曲形成浅层
1. 坝基岩体滑动破坏类型 类 型 产生部位 产 生 原 因
τ计算指标 c、φ值
① 基岩太完整坚
表层滑动
沿坝底与基
硬,其强度远超过 混凝土坝体强度
岩的接触面 ② 基岩面处理不当
或混凝土浇筑质量
不好
① 基岩体软弱
浅层滑动
浅层岩体内 ② 基岩体表部风化 的剪切破坏 破碎层没有挖除干
净
取自混 凝土与 基岩的 接触面
分布 情况
·横切面上起到滑移的推动作用 作用 ·滑动面上起到抵消正应力从而降低抗滑力的作用
② 潜蚀(管涌)
⑵ 坝下游河床冲刷问题 ·为滑动造成陡立临空面
冲刷的后果 ·或造成岸坡的不稳定
安全 ·对于陡倾岩层:L/d>2.5 规定 ·对于缓倾岩层:L/d>5.0
土石坝渗透及稳定性分析探讨
土石坝渗透及稳定性分析探讨摘要:渗流问题是土石坝安全的关键,渗流控制是土石坝建设的重中之重。
在渗流控制措施上,随着渗流控制理论的发展,由原来的以防为主逐渐向防渗、排渗和反滤层三者相结合。
本文从土石坝渗漏问题、防渗措施、有限元渗流场计算的基本数学模型三个方面进行介绍。
关键词:土石坝渗透稳定性随着我国水利水电建设的快速发展和“西电东输”水电项目的实施,众多高土石坝的建设被提上了日程,特别在深厚覆盖层河谷,地质条件差,地震烈度高,多数坝高较大(尤其200m以上)的大坝选择或拟选择建土石坝。
渗流和渗透控制是土石坝工程中的一项极其重要的课题,直接关系到工程的安全和投资。
土石坝施工简便,地质条件要求低,造价便宜,并可就地取材且料源丰富,是水利水电工程中极为重要的一种坝型。
土石坝坝体用散粒材料填筑,挡水后上下游的水头差引起了水流渗过坝体、坝基及两岸坡向下游排出。
由于勘测设计缺陷、施工不良、管理运行不当以及渗流、地震等,都会使土石坝体及其坝基发生缺陷病害,甚至垮坝失事。
在土石坝中,坝体和坝基的渗漏较为频繁,许多中、小型病库,就是因为坝身、坝基等产生渗漏造成险情。
一、土石坝渗漏问题(一)坝基渗漏。
坝基渗漏主要有以下两种渗漏方式:一是铺盖裂缝产生的渗漏。
铺盖裂缝一般是由于施工时防渗土料碾压不严,达不到所要求的容重或铺土时含水量过大, 固结时干缩而产生裂缝;或基础不均匀沉陷时铺盖被拉裂;或铺盖下没有做好反滤层,水库蓄水后在高扬压力下被顶穿破坏;也有施工时就近取土,破坏了覆盖层作为天然铺盖的防渗作用。
二是心墙下截水墙与基础接触冲刷破坏。
截水墙与基础的接触边界是最容易形成渗流通道的薄弱环节。
在截水墙下游与基础接触边界处设置反滤层失效,导致接触冲刷,坝体和基础土料被带走,就会造成坝体严重破坏。
(二)坝身渗漏。
土石坝常因斜墙、心墙等防渗体裂缝形成渗流的集中通道,导致管涌的发生,甚至引起坝体的失事破坏。
具体地讲有以下几种情况:一是心、斜墙裂缝漏水。
岩石渗透性分级
水平坑道、竖井开挖遇流砂时,前者可采用盾构法施工,后者采用沉井式支护掘井。目前工程中也可采用冻结法或电动硅化法改善砂土性质,使施工顺利进行。
2)抽水井防止管涌的措施
(3)坝基排水
为了阻截透过防渗帷幕的渗水,减少坝基扬压力,一般都在防渗帷幕下游设置排水孔组成主排水幕。在主排水幕下游视情况增设1~3道辅助排水幕,并设专门排水廊道,供排水孔施工、观测和检查维修用。岸坡坝段亦设纵横向排水廊道。由排水幕和纵横廊道组成了坝基排水系统,把水流汇集于高程低于下游水位的集水井,由水泵抽水排向下游,于是形成了闭路式抽水减压排水系统(图2-14)。
(1)防渗帷幕
在大坝靠上游面的地基中,平行坝铀线打一排或几排钻孔,在高压下将水泥等浆液压入基岩的裂隙或断层破碎带中,待凝固后就形成一道隔水的屏幕,称为防渗帷幕。帷幕的深度、厚度、灌浆孔距、排距、灌浆压等参数,应根据水文地质工程地质条件、建筑物规模及其防渗要求综合考虑,最好由现场灌浆试验确定。
防渗帷幕的防渗标准,按规范规定,不同坝高在防渗帷幕体内要求岩体的单位吸水量为:高坝ω<0·O1L/(min·m·m);中坝ω=0.01~0.03L/(min·m.m);低坝ω<0.03~0·05L/(min·m·m)。一般帷幕应深人到相对不透水层岩体内3~5m,成为接地式帷幕。当不透水层很深时,也可作悬挂式帷幕。帷幕深度可在0.3~0.7倍坝高范围内选取,帷幕的厚度应根据地质条件、帷幕的允许水力坡降、幕体的密实程度和防渗标准、稳定性而定。一般高坝设两排帷幕,中低坝设一排帷幕。一排帷幕的厚度约:为0.7~0.8孔距。孔距一般为1.5~4.0m,排距略小于孔距。帷幕应向两岸延伸至设计水位与不透水层相交处为止;或延伸至设计水位与蓄水前天然地下水位相交处为止,以防止绕坝渗漏。灌浆压力可在l~3倍水头范围内选取。乌江渡拱形重力坝坝高165m,建于岩溶地区,帷幕灌浆压力达60~80xl05Pa,灌浆后ω降低到0.OOlL/(min·m·m),建成了质量较高的防渗
土石坝的应变分析及稳定分析
土石坝的应变分析及稳定分析关键词:土石坝、应变、蓄水期、稳定性、荷载摘要:我们认为,土石坝应力应变分析中有待解决的问题主要有下列几个方面。
第一是多数的研究限于施工期, 而回避了蓄水期的计算。
但是土石坝是挡水建筑物, 因此可以说, 不解决水对坝体的作用问题就是根本上没有解决问题。
实际上现代设计的高土石坝也多是在初蓄水期发生严重变形甚致破坏的。
此外, 现有计算方法本身也存在许多问题, 例如对于由刚度相差悬殊的几种材料组合的坝型就不能很好适应, 特别当土体中存在混凝土结沟的时候。
但是我们相信, 随着试验和原观测资料的积累及计算技术的发展, 这些问题将会逐步得到决,应力应变分析也一定会在土石坝设计中占据越来越重要的位置, 总有一天设计工作者将能摆脱目前滑坡稳定分析加经验的设计方法, 走上按极限变形和抗裂设计的轨道。
一、蓄水期土石坝工作状态的特点现有的原体观测资料表明, 施工期坝体内的应力主轴的方向变化不大, 坝坡局部偏转较大的地方也不超过15度, 而且大部分区域大小主应力比都在一之间, 也就是说接近于单向压缩状态。
这就意味着, 施工期坝体内的应力状态比较简单, 而月坝体的变形以垂直压缩变形为主。
可是, 一旦受到水的作用, 问题就大大复杂化了。
水对坝体的工作状态的影响表现在三个方面:(1)水平荷载引起的主应力轴偏转;(2)浮托力引起的卸荷作用;(3)土骨架浸水软化引起的附加变形(以下简称浸水变形)。
根据高米的堆石坝模型试验的结果,水平压力与浮托力的共同作用使大范围内应力主轴偏转十几度,并使上游坝壳应力减小,下游坝壳应力加大。
但从应力水平看则是下游降低,上游增高,并在上游坝壳靠心墙处达到破坏状态,形成个相当于主动土压力状态。
同时,国内外大量的观测资料表明,由于水压力及软化变形的共同作用,坝顶既可能向上游位移,也可能向下游位移,而且往往是先向上游,后向下游,同时中心线发生明显的挠曲图。
软化作用还会引起显著的沉降如果仅从浮托力考虑,蓄水时坝顶应当上抬。
例析水库坝体渗流及稳定性
例析水库坝体渗流及稳定性1 引言到目前为止,国家尽管对全国许多大中小型病险水库的安全进行鉴定和加固做出了总结,但是还有很多工作需要去做,为今后的大坝加固和鉴定及设计和施工提供技术及理论支持。
本文通过以某小型水库心墙坝的安全鉴定和加固,介绍了大坝中的渗流情况和渗透变形破坏情况对大坝的危害,为坝体的施工提供借鉴。
2 坝身及坝基工程地质评价水库位于某县境内,距县城约13km。
坝址位于灌河支流下马河,是一座以防洪、灌溉为主,结合水产养殖等综合利用的小(2)型水库。
大坝为砂壳心墙坝,坝顶高程101.6 m,最大坝高17.2m,坝长51.1m。
坝顶泥结碎石路面,宽3.2m;上游现状干砌石护坡拆除新建C20混凝土,坡比1:3.0、1:4.0;下游新建草皮护坡,坡比1:2.5;续建排水棱体,顶高程为85.6m,宽2m,外坡为1:1.5。
库区工程地质条件及坝体、坝基质量如下:坝体为粘土心墙坝,砂壳由中粗砂,充填壤土碾压填筑而成,心墙由砂壤土杂砾石碾压填筑而成。
砂壳渗透系数范围值为1.10E-03~2.20E-03cm/s,具中等透水性;心墙天然干密度平均值1.62g/cm3。
室内试验渗透系数范围值为1.60E-06~9.80E-04cm/s,现场注水试验渗透系数范围值为2.90E-04~4.90E-04cm/s,具中等透水性。
由于该水库存在渗漏问题,根据工程地质情况,对大坝进行防渗计算和稳定分析。
3 渗流计算及稳定性分析根据地质勘测资料,对大坝典型断面进行渗流场分析。
大坝渗流分析采用采用有限元法计算;计算断面为大坝主河槽段最大坝高断面(桩号B0+010)。
3.1计算原理及基本参数a)计算原理采用有限元分析法求解渗流场.稳定渗流方程为:(公式3-1)式中:k——土的渗透系数;Ф——势函数,Ф=(P/γW)+γγw——水的容重;P——水壓力.对于土石坝的无压渗流情况,先假设一个大致的自由表面初始位置,程序通过反复迭代和修改自由表面位置,使其满足规定的边界条件,得到新的自由表面,此线即为第一条流线即浸润线。
尾矿坝勘察中的坝体稳定性分析
(Gelogical Bureau of Hunan Province Nuclear industry brigade 306,
Nuclear Industry Hengyang No. 2 Geological Engineering exploration Co. , Ltd.,Hengyang 421001,China)
尾矿库一般库容均较大,一旦尾矿坝发生意外失稳,将 产生较为严重的地质灾害,进而推毁尾矿坝的下游的农作物 或居民住宅,造成严重的生命财产损失。由此可见,尾矿坝 稳定性安全评估务必引起各方的重视,然尾矿坝稳定性评估 的基础在于尾矿坝勘察报告中坝体、坝基参数提供的合理 性。为此,结合永州市东安某尾矿坝详细勘察论述锰矿尾矿 坝勘察中的坝体稳定性分析,并提供合理的坝体、坝基参数。
1 工程概况 永 州 市 东 安 县 锰 矿 尾 矿 库( 以 下 简 称“ 东 安 锰 矿 尾 矿
库”)位于湖南省永州市东安县大江口乡银山村,原为永州 市东安县锰矿的配套尾矿库。该锰矿尾矿库坝体为一次性筑 坝的碾压土石坝,现坝底最低处标高约 138.63m,坝顶标高 约 158.62m,总坝高约 19.99m,总库容约 89 万 m3,有效库 容约 75.7 万 m3,根据规范,本尾矿库等别应为Ⅴ等尾矿库, 本尾矿坝级别应为 5 级。坝顶轴线长约 160m,坝中间标高 约 148.88m~149.70m 设置了马道,马道宽度约 13.5m,坝 体一级尾矿坝外坡坡比约为 1 :2.3,坝体二级尾矿坝外坡坡 比约为 1:3.2。尾矿库尚未达到服务期限原企业即破产倒闭, 现库内尾矿滩面高程为 156.90m,距离坝顶尚余 1.7m。
旁多水利工程坝基深厚覆盖层渗流及渗透稳定性分析
覆盖层 自上而下主要由以下几层构成 : ①坡洪
积 混 合 土 碎 ( 块) 石、 碎 ( 块) 石 混 合 土 ( Q : f ) 。 ② 冲
层灌浆帷幕允许渗透 比降取 5 . 0 , 混凝土防渗墙取
8 0 。 考虑该工程坝基覆盖层深厚 、 工程地质条件复 杂、 工程重要性 等因素 , 渗漏量控 制标 准为不大于
多年平均年径流量的 1 %。
经计算 ,各方 案坝基冲积 层和 冰水积层平均
渗透 比降计算结果见表 3 , 各方案坝基覆盖层帷幕
积卵石混合土( Q : ) 、 中 积漂石、 卵石混合土( Q :o
其中Q : 主要分布在左岸Ⅱ、 Ⅲ阶地上, 厚度2 - 5 0
r n 。 ③冰水积 卵石混合土( ) 。 主要分布于河谷底
部, 厚 度 最 深达 3 6 0 I 1 3 . 。
1 0 s m 3 。该工程场地地震基本烈度为Ⅷ度 , 大坝地
[ 摘 要 】旁 多水利枢 纽工程规模 大 , 设计地震烈度 高 , 坝基 覆盖层 深厚 且地 处高海拔 地 区 , 坝
基 防渗型式的确定是 涉及 工程安 全与否 的关键技 术问题 。文章 首先论述 了该 工程 坝基 防渗设
计方案的拟定 , 然后 针对各方案进行 了渗 流计算 , 分析坝基覆 盖层 的渗 流及渗透稳 定特性 , 为
从渗透系数可以看出 ,该工程坝基覆盖层呈
左右 。坝址基岩面形态为两岸 呈基本对称 的“ u” 形深槽 , 河床覆盖层厚度最深达 4 2 0 m。
・
现 出 典 型 的 “ 二 元 ” 结 构, 即 上 层 中 积 层 ( Q , Q : f )
重力坝稳定分析方法及提高坝体抗滑稳定的工程措施
重力坝的稳定性汪祥胜3008205112(46)前言:重力坝是世界出现最早的一种坝型,早在2900年前在埃及就出现了最早的重力挡水坝。
随着我国重力坝建设的繁荣,数量的增多和高度的不断提升,使得对稳定分析有着重要的理论和实践意义。
大坝的稳定性直接关系到大坝安全性和人民群众的生命财产息息相关,而此次实习的三峡和向家坝皆是重力坝的代表杰作,通过实习定能从深层次上了解有关大坝稳定性的相关问题,包括什么是重力坝,重力坝稳定的意义,其稳定性分析方法和提高坝体抗滑稳定性的工程措施及在实际中的应用情况和应注意的问题。
一.什么是重力坝1.重力坝是由砼或浆砌石修筑的大体积档水建筑物,其基本剖面是直角三角形,整体是由若干坝段组成。
重力坝在水压力及其他荷载作用下,主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定要求;同时依靠坝体自重产生的压力来抵消由于水压力所引起的拉应力以满足强度要求。
2.优缺点:重力坝优点:重力坝之所以得到广泛应用,是由于有以下优点:①相对安全可靠,耐久性好,抵抗渗漏、洪水漫溢、地震和战争破坏能力都比较强;②设计、施工技术简单,易于机械化施工;③对不同的地形和地质条件适应性强,任何形状河谷都能修建重力坝,对地基条件要求相对地说不太高;④在坝体中可布置引水、泄水孔口,解决发电、泄洪和施工导流等问题。
重力坝缺点:①坝体应力较低,材料强度不能充分发挥;②坝体体积大,耗用水泥多;③施工期混凝土温度应力和收缩应力大,对温度控制要求高。
3.工作原理;重力坝在水压力及其它荷载作用下必需满足:A、稳定要求:主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足。
B、强度要求:依靠坝体自重产生的压应力来抵消由于水压力所引起的拉应力来满足。
4.重力坝类型:重力坝按筑坝材料的不同分为:混凝土重力坝和浆砌石重力坝。
重力坝按其结构形式分为:①实体重力坝;②宽缝重力坝;③空腹重力坝。
重力坝按泄水条件可分为非溢流坝和溢流坝两种剖面。
实体重力坝因横缝处理的方式不同可分为三类。
淤地坝蓄水加固改造方案的渗流和稳定性分析魏娅娅
淤地坝蓄水加固改造方案的渗流和稳定性分析魏娅娅发布时间:2021-09-27T05:44:40.240Z 来源:《防护工程》2021年14期作者:魏娅娅陈亚芬[导读] 淤第坝作为防止减少水土流失的重要而独特的治沟工程体系,在我国黄土高原被广泛运用。
可是榆林市大部分的淤地坝是在上个世纪六十年代和七十年代时修建,这就导致大部分的淤地坝出现了设备老化,淤地坝饱和等等的问题。
本文针对这个问题,提出淤地坝蓄水加固改造的方案的渗流与稳定性分析。
魏娅娅陈亚芬陕西省榆林市榆阳区水旱灾害防治中心陕西榆林 719000摘要:淤第坝作为防止减少水土流失的重要而独特的治沟工程体系,在我国黄土高原被广泛运用。
可是榆林市大部分的淤地坝是在上个世纪六十年代和七十年代时修建,这就导致大部分的淤地坝出现了设备老化,淤地坝饱和等等的问题。
本文针对这个问题,提出淤地坝蓄水加固改造的方案的渗流与稳定性分析。
关键词:淤地坝;蓄水加固;改造;渗流;稳定淤地坝常用于滞洪,拦泥,蓄水,是减少黄河泥沙的独特治沟工程体系,作用巨大。
对于位于黄土高原和毛乌素沙地交界处的榆林市防止水土流失是个很重要的任务。
由于许多淤地坝因建成年代久远而出现不少的问题,我们通过对淤地坝的渗透于稳定性的分析来完善淤地坝蓄水加固改造的方案。
一、现状分析通过对淤地坝进行现场检查,从工程质量、运行管理、结构安全、渗流安全等方面得到淤地坝的现状分析以及发现出现的问题。
目前榆林市的淤地坝主要有以下几个问题:(1)建成时间过于久远,淤地坝配套的设备严重落后,无法满足目前的需求;(2)使用过久,淤地坝的淤泥量即将饱和,无法继续投入使用;(3)因为大部分的淤地坝是由群众建成,所以坝体建筑的填充不严合,施工的质量比较低,一旦遇到暴风雨的天气很容易就出现了问题;(4)淤地坝的管护不到位,出现问题无法迅速解决。
二、渗流计算根据许多研究与统计资料显示影响淤地坝最主要的原因是地下水的渗流。
因为地下水的渗流作用导致坝内的渗流场发生变化进而影响坝的边岸的稳定性。
松塔水电站枢纽工程坝基及坝体土渗透稳定性分析与评价
导流 泄洪洞 、溢洪道 、挡水坝等 。大 坝坝型为碾 压 式 均 质 土 坝 ,其 主 要 设 计 指 标 见 表 l 。
2 坝 基 及 坝 体 土 渗 透 稳 定 性
2 . 1 坝 基 覆 盖 层
基岩 面高程 9 7 4 " - - 9 7 7 m 。 Q 上 部 为 低 液 限 粉 土 ,厚 2 . 0 ~5 . 9 m ,
东 5 0 0 m处 的 潇 河 干 流 上 。 水 电站 坝 址 距 晋 中 市 城 区约 4 4 k m , 距 寿 阳县 城 约 2 0 k m 。坝 址 区有 昔 阳 至 寿 阳 的 公路 通 过 , 太 旧 高速 公 路 在 寿 阳有 入 口, 石 太铁路线在 马首设站 , 交 通 网络 四通 八 达 ,
向宽约 9 0 m ;I I 级 阶地 为堆积阶地 ,阶面高程为 9 8 0 9 8 5 m ,高 出河床 1 0 ~1 5 m ,顺 坝轴 线方 向 宽约 4 0 m 。河 漫滩 处地面高程 9 7 2  ̄9 7 7 m ,顺坝 轴线方 向宽约 l O O m 。主河床 呈蛇 曲凸 向右 岸 ,
十 分便利 。
覆盖 层 ,覆盖层总厚 O - - - 9 m ,基 岩面高程 9 7 O ~ 9 7 7 m 。从 左 往 右 坝 基 部位 覆 盖 层 涉 及 的地 层 岩 性
依次 为:
Q 。 ” 上 部 为低 液 限 粉 土 , 局 部 地 段 含 少 量 漂 石 ,漂 石 粒 径 约 l m ,厚 2 . 7 ~4 . 5 m ;下 部 为 卵 石 混 合 土 、级配 不 良砂 ( 砾 )夹 低 液 限粉 土 透 境
1 . 2 枢 纽 工 程 简 介 及 主 要 设 计 指 标 枢 纽 工程 建 筑 物 包 括 水 电站 、供 水 发 电 洞 、
尾矿库安全与稳定性分析
第二节尾矿坝安全与稳定性分析一、渗透破坏 渗透破坏:尾矿坝和坝基在渗流作用下出现破坏,如坝下游坡面出现隆起、细尾矿被水带走、出现集中渗流通道等。
渗透破坏是尾矿坝发生事故的重要原因之一。
(一)渗透破坏的类型 尾矿坝渗透破坏类型主要有流土、管涌、接触流土和接触冲刷4种。
无黏性土:黏粒含量小于5%的尾矿或坝基土。
少黏性土:黏粒含量小于15%的尾矿或坝基土。
1.流土 在渗流的作用下,尾矿坝体或坝基表面的颗粒群同时起动而流失的现象称为流土。
这种破坏形式在黏性土和无黏性土中均可能发生,只要水力坡降达到一定的大小,都有可能发生流土破坏。
黏性土发生流土破坏的外观表现是土体隆起、鼓胀、浮动、断裂等;无黏性土发生流土破坏的外观表现是泉眼、砂沸、土体翻滚最终被渗透托起等。
对于尾矿坝,流土破坏常发生在坝体下游渗流逸出处无保护的情况下。
典型流土破坏:当下游逸出处渗透坡降i值较大且大于临界坡降i c时,就会在下游坝坡逸出处发生表面隆起、裂缝开展、尾矿涌出,甚至出现尾矿土块被整体冲走的现象。
2.管涌 在渗流的作用下,一定级配的无黏性土中的细颗粒通过大颗粒所形成的孔隙发生移动,最终在土中形成贯通的管道的现象称为管涌。
管涌破坏首先,在渗透水流作用下,较细的颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动流失;随后,土体的孔隙不断扩大,渗流速度不断增加,较粗颗粒也会相继被水流带走;随着上述冲刷过程的不断发展,会在土体中形成贯穿的渗流通道,造成土体塌陷或其他类型的破坏。
3.接触流土 渗流垂直于两种不同介质的接触面运动,并把一层土的颗粒带入另一土层的现象称为接触流土。
这种现象一般发生在颗粒粗细相差较大的两种土层的接触带,如尾矿坝上游坡面反滤层的位置。
4.接触冲刷 渗流沿着两种不同介质的接触面流动并带走细颗粒的现象称为接触冲刷。
对于黏性土,只有流土、接触冲刷或接触流土3种破坏形式,不会产生管涌破坏; 对于尾矿等无黏性土,则4种破坏形式均可能发生。
土石坝渗流安全评价(二篇)
土石坝渗流安全评价1坝基渗流安全评价要点如下:1砂砾石层(包括砂层、砂砾石层、砾卵石层等)的渗透稳定性,应根据土的类型及其颗粒级配等情况判别其渗透变形形式,核定其相应的允许渗透比降,与工程实际渗透比降相比,判断渗流出口有无管涌或流土破坏的可能性,以及渗流场内部有无管涌、接触冲刷等渗流隐患。
2覆盖层为相对弱透水土层时,应复核其抗浮动稳定性,其允许渗透比降宜由试验法或参考流土指标确定;对已有反滤盖重者,应核算盖重厚度和范围是否满足要求。
3接触面的渗透稳定性主要有以下两种型式:1)复核粗、细散粒料土层之间有无接触冲刷(流向平行界面)和接触流土(流向从细到粗垂直界面)的可能性;粗粒料层能否对细粒料层起保护作用。
2)复核散粒料土体与刚性结构物体(如混凝土墙、涵管和岩石等)界面的接触渗透稳定性。
应注意散粒料与刚性面结合的紧密程度、出口有无反滤保护,以及与断层破碎带、灰岩溶蚀带、较大张性裂隙等接触面有无妥善处理及其抗渗稳定性。
2坝体渗流安全评价要点如下:1均质坝。
复核坝体的防渗性能是否满足规范要求、坝体实际浸润线和下游坝坡渗出段高程是否高于设计值,还需注意坝内有无横向或水平裂缝、松软结合带或渗漏通道等。
2组合(分区)坝:1)防渗体(心墙、斜墙、铺盖、各种面板等)。
复核防渗体的防渗性能是否满足规范要求,心墙或斜墙的上、下游侧有无合格的过渡保护层,以及水平防渗铺盖的底部垫层或天然砂砾石层能否起保护作用。
2)透水区(上、下游坝壳及各类排水体等)。
复核上、游坝坡在库水骤降情况下的抗滑稳定性和下游坝坡出逸段(区)的渗透稳定性,下游坡渗出段的贴坡保护层应满足反滤层的设计要求。
3)过渡区。
界于坝体粗、细填料之间的过渡区以及棱体排水、褥垫排水和贴坡排水等,应复核反滤层设计的保土条件和排水条件是否合格,以及运行中有无明显集中渗流和大量固体颗粒被带出等异常现象。
8.3.3应复核两坝端填筑体与山坡结合部的接触渗透稳定性,以及两岸山脊中的地下水渗流是否影响天然岩土层的渗透稳定和岸坡的抗滑稳定。
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典型反滤层结构图 a各分层间粒径关系 b排水孔反滤层结构
本章复习思考题
1.解释名词:渗透变形,管涌,流土,临界水力坡降,反 滤层等。 2.简述坝基渗漏需具备什么条件? 3.坝基渗透变形的类型有哪几种?如何进行渗透稳定 性评价,分哪几个步骤? 4.某坝基为细砂层,K=3.6m/d,隔水层埋深81m,坝长 150m,底宽36m,上下游水头差5m,该坝基渗漏量为多少? 5.某坝基为两层结构地基,上层为3m厚的细泥质砂, k1=2.7m/d,下层为12m厚的细砂,k2=27m/d,再下为粘土 层,坝底宽为50m,水头差10m,试计算其单宽渗漏量及 坝下游逸出水力坡降。
3.坝基渗漏量计算
方法:水力学, 流体力学和实验室 方法等。
♪渗透破坏的型式
一.渗透变形破坏方式
♪渗透变形破坏的形成条件
3.渗流出口条件 渗流逸出口直接临空,且此处的水力梯度高于整 个渗径上的平均梯度,水流方向也有利于土的松 动和悬浮。
♪渗透变形可能性的判定
♪渗透变形破坏的防治措施
Ⅰ-坝基渗漏;Ⅱ-绕坝渗漏
坝区透水岩体向下游渗漏,依其产生部位的不同分 为坝基(坝基以下岩土体中的渗漏通道)和绕坝渗 漏(库水绕过坝体两端接头以外的坝肩岩土体中的 渗漏通道)。
2.渗漏发生的地质条件
具备渗漏通道:透水层,透水带和岩溶管道 渗漏通道的连通性要良好:松散层取决于地层结构 特征,基岩中则受岩性,地质构造,地形地貌等因 素控制,情况比较复杂。
第十三章 坝基渗透稳定性问题分析
♪ 坝基渗漏问题
♪ 渗透变形破坏型式
♪ 渗透变形破坏的形成条件
♪ 渗透变形的可能性判定
♪ 渗透变形破坏的防治措施
理解:渗透变形的概念
掌握:渗透变形的产生条件、评价方法
了解:防止渗透变形的措施
♪ 坝基渗漏问题
1.坝基渗漏的概念和渗漏后果 水库蓄水后由于坝上下游有一定的 水位差,使库水在一定的水头压力下通过