堤防稳定渗流形成条件分析
嫩江干流齐富堤防双层地基渗流稳定分析
2 双层地基 的渗流稳定分析
2 1 渗流 计算 .
() 1 计算边界 条件 。根 据堤 防多 年运 行 的实 际情 况 和地质资料分析 , 弱透水 层 按等 厚 、 均质 计算 , 弱透 水 层 计 算长度迎 水 侧取 5 0m和2 背水 侧 按 无 限 长计 算 。 0m,
12 双层 地基 介绍 .
堤防地基 中若 表层 土透 水性 较 弱 , 下部 土层 透 水性 较强, 两层 的渗透 系数之 比大 于 10即可称 为双层 地基 。 0 相对不透水层 的天 然表 土层 受其底 部衰减很 慢 的承压水 头作用 , 当其 自重不足 以抵抗所 受 的承压水 头作用 时 , 便
强 透水层计算 厚度取3 典型断面的计算参数见表 1 Om。 。
.
0 o
49 8 .7
4 .7 9 8
41 3 .0
O o 18 . o
1 2 .1 4 0 9 5 . 7 0 9 0 . 3
1 1 . 81
1 6 .1 5
齐富段
2 - 6 0 4 01
5 O
.
0 0
4.5 9 0 29
【 关键词] 齐 富堤 防双层地 基 ; 渗流 稳 定 ; 工程 措施
[ 中图分类号 】 T 2 3 V 2 [ 文献标识码 ] B [ 文章编 号】 10 7 7 (0 1 0 0 1 0 0 6— 15 2 1 )7— 0 3— 3
会被顶穿或 隆起 , 产生 翻砂 、 泉涌群或管涌险情 。
10 0 .3 O 9 2 . 5 0. 2 91 1 10 .9 1 10 .7
0. 2 79
0 6 5 . 5 0. 3 6 9 0. 9 79 0. 7 7 8 0. 3 7 9 O. 8 6 0 O. 4 6 3 0. 7 8 0 0. 0 81 0. 5 7 0 0. 0 7 0 0. 4 6 0 0. 3 8 0 0 78 . 0 0. 3 7 0 0 60 .7
堤防稳定渗流形成条件初探
堤防稳定渗流形成条件初探
任苇
【期刊名称】《水利水电工程设计》
【年(卷),期】2000(019)004
【摘要】从分析影响稳定渗流形成的因素入手,认为稳定渗流的形成和洪水水位历时、堤防填筑材料的渗流特性、堤防断面型式、堤基透水性等因素有关,在堤防稳定渗流计算时,典型洪水过程的选取与水库等工程的选取原则有不同之处,并初步提出一套确定能否形成稳定渗流的方法和思路,以及稳定渗流计算水位的确定方法。
【总页数】2页(P39-40)
【作者】任苇
【作者单位】陕西省水利电力勘测设计研究院,西安
【正文语种】中文
【中图分类】TV139.14
【相关文献】
1.洪涝灾害下堤防非稳定渗流的模拟及探究 [J], 陈初阳;章茜;张海阔;夏兵兵
2.对堤防稳定渗流形成条件的探讨 [J], 陈坚
3.堤防稳定渗流形成条件初探 [J], 任苇
4.水利堤防工程设计中不稳定渗流法应用的效果分析 [J], 沈金红
5.关于堤防稳定渗流形成条件的几点思考 [J], 杨光辉
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防洪治理工程中堤防渗流稳定分析
防洪治理工程中堤防渗流稳定分析摘要:近年来一旦进入汛期,我国各地河流发生超警以上洪水情况频发,漫堤决口现象凸出,给当地带来严重经济损失,防汛形势日趋严峻。
修筑堤坝是我国最传统、最直接也是最基本的防洪措施,沿河而建,就地取材,有效解除因洪涝灾害给沿河居民生命财产造成的安全隐患。
堤防工程的安全性、稳定性集中表现为边坡稳定、堤身渗流稳定以及坡脚防冲三个方面。
本文旨在对作者设计工作中常遇的防洪治理工程渗流稳定问题进行分析和探讨。
关键词:防洪;渗流稳定渗透变形发生的具体形式及其发展过程与地质情况、土粒级配、水力条件、渗流方向以及有无防渗排渗措施等一系列因素有关,是堤基土体在渗透水流作用下产生的破坏现象,常表现为膨胀、泡泉、砂沸、土层隆起等。
堤防渗流险情类型较多,叫法不尽相同,在土力学中将渗透变形细分为流土、管涌、接触流土和接触冲刷4种,而实际在堤防运行过程中,因堤防工程管理人员对渗流认知以及说法习惯的不同,又将渗透变形笼统的概括为流土和管涌。
但防渗工程的目标是一致的,通过工程手段控制堤基、堤身的渗流水头、坡降、渗流量都在允许范围内,保证堤防安全。
就笔者设计工作中所接触的沱江干流防洪治理工程以及四川省中小河流整治而言,新建及整治防洪工程中多为斜坡式填筑堆土堤。
对于土堤而言,设计期间根据地质勘探资料进行渗流分析计算,研究渗透变形的发生条件,对不满足渗透稳定要求的设计工作采取相应防渗措施是非常必要的。
渗流分析时,常用临界水力坡降J cr指标来判断堤防是否存在渗透破坏的可能。
设计时使用的满足安全系数的水力坡降则称之为允许水力坡降J p,,式中:k a取值与所可能发生的渗透变形形式有关,一般情况下k a=1.5~2,流土对建筑物危害较大时可取2.0,对特别重要的工程也可取2.5。
以沱江泸县境内一防洪治理工程为例进行渗流计算分析,首先需判断堤防是否可能发生渗透破坏,同时确定破坏类型,最后采取有效处理措施。
堤防设计堤身为石渣料填筑斜坡式堤型,迎水面坡比1:1.75框格梁植草护坡,堤顶宽度3m,背水侧1:1.75植草护坡,坡脚设排水沟。
堤防稳定渗流形成条件
工程实例三:堤防渗流破坏的应急处理措施
总结词
应急处理措施是应对堤防渗流破坏的重要手段。以某 工程实例为例,通过采取相应的应急处理措施,成功 地解决了堤防渗流破坏问题。
详细描述
在某地区的堤防工程中,由于突发洪水事件,堤防出现 了渗流破坏现象。为了及时解决这一问题,需要采取相 应的应急处理措施。首先,需要加强对堤防的巡查和监 测工作,及时发现渗流破坏现象;其次,需要采取紧急 处理措施,如填筑堵漏材料、修复破损部位等;最后, 需要加强对周边环境的监测工作,以保障周边人民的生 命财产安全。通过这些应急处理措施的实施,可以有效 地解决堤防渗流破坏问题,保障水利工程的正常运行。
设置防渗层
在堤防表面设置一层防渗 层,如黏土、混凝土等, 以减少渗流量。
加强排水措施
在堤防内部设置排水设施 ,如排水沟、排水管等, 将渗流引出路基范围。
堤防渗流破坏的应急处理方法
1 2
抢险加固
一旦发现堤防渗流破坏,应立即进行抢险加固, 如采用土工膜、混凝土板等材料封堵漏洞或裂缝 。
降低水位
通过在堤防后挖设导渗沟或铺设砂石料等措施, 降低堤防后的水位,减小渗流压力。
渗流与环境因素的关系
降雨量
强降雨会导致地表水大量汇集, 增加地下水位,从而加大堤防的
渗透压力。
地下水位
地下水位的上升会使堤防内部浸润 线抬高,增加堤防内部的渗流压力 。
河流的水位变化
河流的水位变化会影响堤防背水侧 的浸润线,当水位上升时,浸润线 也会相应抬高,增加堤防内部的渗 流压力。
03
堤防稳定的渗流条件
砂性土堤防
砂性土具有较差的凝聚力 ,堤身较易发生渗透破坏 ,因此砂性土堤防相对较 难满足稳定渗流条件。
堤防稳定渗流形成条件研究
xx年xx月xx日
contents
目录
• 引言 • 堤防渗流基础知识 • 堤防稳定渗流形成条件 • 堤防稳定渗流研究方法 • 堤防渗流风险评估与对策 • 结论与展望
01
引言
研究背景与意义
堤防在防洪工程中的重要性
堤防是重要的防洪工程之一,其稳定性对于保障人民生命财 产安全具有重要意义。
在堤防渗流稳定控制措施方面,虽然 已经提出了一些有效的技术手段,但 是还需要针对不同类型堤防的特点进 一步优化和完善。
对于实际工程应用来说,还需要加强 现场监测和验证工作,以确保所提出 的理论和方法在实际工程中得到有效 应用和推广。
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水分子极性强,容易通过岩石和土壤中的孔隙和裂隙流动。同时,水的温度 、压力等物理性质也影响堤防渗流的形成。
土壤和岩石的物理性质
土壤和岩石的密度、孔隙率、渗透系数等物理性质,对堤防渗流的形成有重 要影响。
堤防渗流形成的几何条件
堤防的形状和尺寸
堤防的形状和尺寸对渗流的路径、速度和范围有重要影 响。
上下游水位差
水流。
03
饱和-非饱和水流
随着水位上升,非饱和水流入饱和水流,两者之间没有明显的分界线
。
堤防渗流模型
均质模型
假设堤防土壤具有均质性,忽 略内部空隙和裂隙的影响。
分层模型
考虑到堤防土壤的异质性,将土 壤分为多个不同的土层。
裂隙模型
考虑到堤防土壤中的裂隙和空隙介 质的影响。
渗流对堤防稳定性的影响
水压力对堤防稳定性的 影响
研究了不同类型堤防的渗流稳定影响 因素,揭示了渗流稳定的主要控制因 素,为堤防渗流控制提供了理论依据 。
堤防稳定渗流形成条件初探
1.1设计洪水过程我国河流众多,其所处地理、气候条件差异很大,各次洪水成因及特性亦不相同。暴雨形成的洪水过程常为峰高涨落较缓慢。此外,洪水过程线形状与流域产汇流条件密切相关,山区河流因坡陡流急,多出现峰高、量小、暴涨暴落的洪水,而大江大河多出现涨落平缓、历时很长的洪水。
在堤防断面形成稳定渗流的洪水,往往需要一定的历时(T=L/V,T为堤防断面某一特征水位形成稳定渗流所需时间,V为渗流速度,L为渗径),因此,能够在堤防断面形成稳定渗流的洪水,需要长历时、高水位的洪水过程,相应设计洪水过程线要选取相对峰型稍胖、峰值较高的过程。一般来说,大江大河的堤防工程易形成稳定渗流,山区河流堤防相对不易形成稳定渗流,另外蓄滞洪区堤防在大洪水期挡水时间较长,也容易形成稳定渗流。
1.2堤基及堤防填筑料一般来说,形成稳定渗流主要与堤基及堤防填筑材料的渗透系数ks有关,此外受孔隙率等条件影响,这些因素直接决定堤防渗流速度,依据达西定律(V=ks×J,ks—渗透系数,J—水力坡降),渗透系数越大,越容易形成稳定渗流。因此,对于由砂土、砂壤土等渗透系数较大的材料构筑的堤防,较粘土、壤土构筑的堤防形成稳定渗流容易,强透水性堤基较弱透水堤基易形成稳定渗流。
堤防稳定渗流形成条件初探
堤防稳定渗流计算是堤防工程设计的重要组成部分,依据《堤防工程设计规范》条文说明8.1.2、8.1.3“大江大湖堤防,汛期挡水时间长,能形成稳定渗流浸润线,海堤及有些江湖堤防挡水时间短,在汛期往往未能形成稳定渗流,因此,应根据实际情况按稳定渗流或不稳定渗流计算浸润线及渗流稳定性”。如何判断堤防能否形成稳定渗流,笔者就这一问题提出初步思路,以供探讨。
另外,对于设计洪水过程,其水位—历时呈反比函数关系,水位越大,历时越短,对于能够形成稳定渗流的堤防,由于所采用设计水位为峰值水位,持续时间很短,不易形成稳定渗流,而只有持续时间足够长的某一腰值水位及其以下水位,才会在堤防断面形成稳定渗流,设计时应考虑最不利情况,以能形成稳定渗流的最高水位最为计算水位,进行稳定渗流分析,当然,对《堤防工程设计规范》中另有规定的大江大湖的堤防或中小河湖重要堤段应按设计洪水位稳定渗流计算。
水库堤坝渗流稳定分析
力指标 。
33 计 算成 果 及 分析 .
由表 4中没有设置 防渗墙 的渗流计算结 果可
知, 堤身坡面最大 出逸坡 降( 除工况 3 均大于允许 )
下转第 1 3页 :
・
5 ・
2 1 年第 8 02 期 角用红松或白松制作 。
33 底 台 .
东北水利水 电
水泥 砂 浆 至齐 平 。
表 1 堤 基各土层 物理力 学性质参数 表
库 内、 外侧边坡均为 1 。大堤 内外侧各设充填 : 3
袋装砂棱体 , 棱体均采用吹泥管袋 , 棱体 间堤芯采
用散 吹 砂 。 库 外 及 库 内 均 设 20gc 反 滤 土 工 3 /m2
布 ; 面 高 处 堤 身范 围滩 面采 用反 滤 土 工 布 护底 , 摊
径之间的夹角 , ;—一条块所受到的浮力 ,N; 度 ( , k D ——条块所受到 的渗透 力,N, k 据孔 隙水压 力梯 度场积分得 出;——条块的渗透力与水平力的夹
角 , ; , —— 土的抗剪强度指标 , 度 C西 采用总应 力法
时 , 总 应 力指 标 , 取 有 效 应 力 法 时 , 有 效 应 取 采 取
性防渗 材料 , 如聚氯 乙烯胶泥 , 塑料油膏 , 基丁橡
胶等等。
2 相邻 预 制件 安装 必须 保 持在 同一 平 面 , 抹 ) 外 角可 减 小 到 3c x m,有利 于节 省 嵌 缝胶 材 和 r 3c e 确 保 外 层 的 四油 三 毡 粘贴 质 量 。 3 油 毡 卷 材 应 选 择 有 一定 弹 性 和 耐 久 性 的 新 ) 型材 质 ,液 态 胶 应 选 择 可 塑 性 的 ,以适 应 坝 体 变 形 , 别要 重 视 坝 段横 缝 防渗 处 理 。 特 4) 制件 安 装 间 隙应 先 用膨胀 水泥 砂浆 灌 注 , 预 内外 缝 口建 议 用适 当直 径 小胶 管 充 气 封 堵 效 果 更 佳 。待 砂 浆接 近 初 凝 时 , 开外 封 口 , 实压 光 。 拆 压 5如 外 抹 角全 部采 用可 塑防渗 胶材 回填 时 , ) 结 合 面应 涂 刷 液 体 胶 过 渡 层 。 如 用 早强 膨 胀 砂 浆 回
水利工程施工中堤坝渗漏原因以及防渗加固技术的探讨
水利工程施工中堤坝渗漏原因以及防渗加固技术的探讨摘要:良好的防渗加固技术将有利于提高水库对于水资源的承载能力,提高堤坝墙身的结合强度。
如果堤坝渗漏问题处理不当的话,不仅会增加施工难度,还会降低施工的质量,为水利工程的管理运行造成隐患。
因此我们必须了解堤坝渗透的原因并且不断提高防渗加固技术的水平,从而有效地提升堤坝的性能,避免渗漏给水利工程带来不可挽回的损失。
关键词:水利工程;堤坝渗漏;防渗加固引言水利工程对于治理江河湖泊有着重要作用,特别是对于强降雨地区进行洪涝灾害防治起到了良好效果。
但是当前水利工程施工中还存在这许多问题,施工材料不够环保、施工材料质量较差、施工技术过于陈旧、施工人员意识薄弱等都对水利工程质量造成隐患,如堤坝渗漏。
本文针对此问题进行原因分析,并探索技术优化方案。
一、堤坝防渗加固技术含义和要点防渗加固工程的主要工作是渗流控制,渗流控制是指控制堤身和堤基内的渗流状况都在允许的范围内,不会发生渗流破坏的情况从而保证大堤的安全。
一般情况下渗流控制的原则都依照“前堵后排和保护渗流出口”。
堤坝渗流险情形式不仅包含堤身的散浸、渗水、脱坡、漏洞和跌窝,而且包括堤基的管涌、泡泉、泉眼、隆起和沙沸等。
渗流控制措施的形式不仅包含铺盖、防渗斜墙、垂直防渗墙和锥探灌浆而且包括盖重、淤背、填塘、减压井、减压沟和滤层等。
一般情况下堤坝防渗工程应当遵循以下4个要求:第一,应当保证防渗工程施工安全,避免出现施工危险事故。
第二,堤坝防渗工程,应当根据实际施工现场的不同而采用不同的防渗技术。
第三,堤坝防汛工程要尽量降低对水环境的影响作用。
第四,建议使用技术更先进,工艺更精湛和材料更多元的设备,保证施工质量。
总结来说堤坝防渗加固工程应当根据不同的地质状况采用不同的防渗技术争取做到因地制宜。
并且堤坝防渗加固工程应当充分考量各种因素,制作出最恰当的施工方案。
比如施工人员要考虑当地区域的地质条件,根据地质条件来确定堤坝防渗等级和防洪标准。
水库坝体渗流稳定性分析
水库土石坝坝体的渗流稳定性分析方法梁晓英摘要:我国是水利大国,水利工程关系着国计民生。
土石坝是水利工程中常见的坝型,大坝的稳定性一直是人们所关心的问题。
渗流和滑坡是土石坝稳定性分析的关键因素,在土石坝的设计过程中,应该重点关注这两个问题。
这两个问题之间并不是相互独立的,渗流和滑坡之间相互联系,相互影响,属于流固耦合问题。
因此本文总结了土石坝的渗流问题和边坡稳定性问题的分析方法,然后分析了两者之间的联系。
本文对于土石坝稳定性分析的渗流、滑坡以及流固耦合问题具有一定的参考意义。
1引言我国是水利大国,水利工程的发展关系着我国的国计民生,国家的经济发展和建设与水利建设息息相关,人民的生活更是离不开水利工程的发展。
我国水利工程众多,居于世界前列。
土石坝是一种常见的坝型。
由于其施工简单,对地质条件的要求与其他坝型相比较低,并且其成本也比较低廉,所以对于较小的水利工程,更多地采用土石坝这种坝型。
随着科技的进步,土石坝的建设水平也在逐步提高,技术和方法也得到了完善。
大坝的稳定性问题与人民的生命财产安全息息相关,要做到对事故的零容忍,需要得到足够的重视[1]。
大坝的安全问题一直是我们所关心的问题,大坝的安全也就是大坝的稳定性问题,这涉及到大坝的渗流问题和大坝的边坡稳定性问题。
在土石坝(如图1所示)的设计中,首要考虑的问题就是渗流和边坡稳定这两个问题。
土石坝与渗流息息相关,根据相关统计,渗流引起的坝体失稳的事故占所有失稳的45%[2]。
在水库蓄水以后,水库水位上升,水随着流入坝体,从坝体内渗流到坝体下游。
水进入坝体以后,浸润线以下的坝体处于饱水状态,坝体的有效应力下降,强度降低,土的粘聚力降低,抗剪强度减弱,增大了坝体失稳的风险。
并且,渗流也有可能引起坝体的管涌、流土等对坝体有严重损害的工况。
因此,在研究坝体的稳定性时,渗流应该作为首要研究的关键因素。
滑坡是土石坝失稳的表现形式,由土石坝的局部滑坡和土石坝的整体滑坡。
堤防渗流稳定计算的探讨及应用
堤防渗流稳定计算的探讨及应用摘要:渗透变形是造成堤防在洪水期间险情的主要原因之一,要确保堤防建设的安全运行,就要维护且保障堤防的渗流稳定性。
本文针对堤防渗流稳定计算展开分析探讨,分析了不同的建设工程对堤防渗流稳定性的影响,并以某工程为例,进行应用的探析。
关键词:堤防渗流;渗流稳定;计算;应用;达西定律前言渗流问题会出现在多种工程中,影响着工程的质量,比如土建工程、水利工程、地质工程等,其中水利工程中研究的渗流,主要针对地表下的土壤以及地表人工堆砌的土体建筑物中的渗流情况。
普遍都是在河道或者渠道上面修建水工建筑物,以土石坝,堤防最为常见,当建筑物修建完成之后,由于某些原因会造成渗流问题,建筑物或者土质地基会受到不良影响。
因此,务必要重视渗流稳定的计算。
1.影响堤防渗流稳定的因素⑴堤防渗流稳定受到穿堤建筑物的影响穿堤建筑物的修建一般都伴随着堤防局部的开挖回填,且穿堤建筑物施工结束后,建筑物与堤防之间的接触面往往最易产生渗漏通道,渗流沿着接触面逐渐将土体颗粒冲出堤防外,最终造成渗透破坏,堤防就会出现沉降和变形的情况,并且接触冲刷的发展速度往往较快,对堤防的威胁很大,严重时会造成堤防溃堤。
⑵堤防渗流稳定受到跨河堤建筑物影响在跨河桥梁建筑工程中,要跨越河流两侧的堤防,因为桥墩所埋的桩基基础相对较深,土体会受到其扰动影响而导致易透水层的出现,且桩基施工的过程中所出现的震动,也会影响到土体的结构稳定性,因此桩周容易发生绕桩渗流,特别在土质较为松软的区域受到跨河建筑物的影响更加明显,要引起重视。
⑶堤防渗流稳定受到挖掘堤防后基坑的影响建设取水泵房及取水井等建筑物的时候,普遍情况下都会在堤后挖掘基坑降水。
在汛期的时候,基坑内的低水位和堤防迎水面的水位之间所出现的水头差较大,明显提高了堤防两侧的水力坡度,使堤防的稳定性受到影响[3]。
所以,针对堤防后进行基坑挖掘的时候,要分析堤防和堤基的渗流情况,及堤防边坡的稳定性,并采取相应的工程防治措施。
河堤强透水堤基渗流稳定分析
兴宁 市大桥 堤 围位于 宁江 河 中游左 岸 ,是 宁江 流域 内重 要 的万 亩堤围之一 宁江 河为韩江 流域 、梅 河水系 的~级支流 。大桥堤千堤 长 7 .o km, 为 强 透 水 堤 基 。 6 根据 《 宁市大桥 堤 围除险加 固 工程 地质 勘察报 告》 ( 兴 以下简称 《 大桥 堤地质报 告》 ,大桥堤干堤地层岩 性从上到下主要 为:人 工填土 ) 层、耕植土层 、粉 质粘土层 、粉土层 、泥质粉砂 层 、淤泥 质粉一 细砂 层、泥质细砂层 、中砂层 、砂卵石层及 粉砂岩 地层 。堤 身填土一般 为 泥质 粉 砂 层 或 粉 质粘 土 层 ,渗 透 系 数 2 1 . 6× 1 ~~6 7 0- . 7× l -  ̄/ , O5 / C S 平均渗透系数 1 6 . 5× l ~c / 0 m S。中砂层与砂 卵石层 较厚 ,分布广 , 贯穿整个堤防 ,为 强透水堤基 。中砂层 与砂卵石层 上面一般覆 盖有泥 质粉砂 层或粉质粘 土层 ,为强透水层上 面的天 然铺盖 ,其 分布范 围及 覆盖厚度对堤防渗流稳 定起 重要作用 根据 《 大桥堤地质报告 》 ,强透 水地基 ( 中砂 层 及 砂 卵 石 层 )层 厚 5 lm ~ O ,部 分 堤 段 较 薄 ,为 2 m ~3 : 堤 背 水 坡 后 面 的覆 盖 层 厚 度 一 般 为 4 7 ~ m, 分 布 范 围 广 ,有 些 堤 段 堤 后地势较 高,覆盖层厚度达 l m以上 ,有些 堤段堤后 地势低洼 ,覆盖 O 层 厚度只有 2 O . m左右 ;堤 防临水侧一般分布有天 然铺盖层 ,部分堤段 滩 地 发 育 , 铺 盖 层 厚 且 分 布 广 , 而 有 些 堤 段 由于 早 期 抽 沙 造 成 砂 层 裸
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,
堤防工程施工的防渗与稳定性分析与改进
堤防工程施工的防渗与稳定性分析与改进摘要:堤防工程的防渗性和稳定性是确保工程长期安全运行的关键因素。
本文旨在对堤防工程的防渗与稳定性问题进行深入分析与改进,以保障工程的可靠性和稳定性。
在防渗性方面,分析了防渗机理、常见渗漏途径以及现有的防渗措施,并介绍了提升防渗性的新技术。
在稳定性方面,探讨了稳定性评价指标、影响因素以及稳定性分析方法,并提出了提升稳定性的创新方法。
通过综合分析与工程实践,讨论了防渗与稳定性之间的关联,借助典型案例分析总结了成功与失败的经验,并强调了在工程实践中结合防渗与稳定性要求的创新方法的重要性。
关键词:堤防工程;防渗性;稳定性;渗透压力;稳定性评价1 引言随着人类活动的增加,堤防工程在防洪、水利和环境保护方面扮演着至关重要的角色。
然而,由于不断变化的自然环境和人为因素,堤防工程面临着严峻的防渗与稳定性挑战。
防渗性问题关乎工程的水密性,稳定性问题涉及工程的长期安全运行。
因此,针对堤防工程的防渗与稳定性进行全面分析与改进势在必行。
本文将重点探讨如何通过各种技术手段,提高堤防工程的防渗性和稳定性,以应对日益严峻的工程环境挑战。
2 防渗性分析与改进堤防工程的防渗性对于确保工程长期稳定运行具有关键性意义。
防渗性问题涉及渗流路径的形成机制以及渗透压力的作用,而这些因素直接影响着工程的安全性和稳定性。
堤防工程的防渗性问题源于水的渗透和渗流。
水在渗透过程中会在地下形成一定的渗流路径,这些路径通常由土壤孔隙、裂缝和岩层间隙等组成。
同时,渗透压力也是造成水进入工程体的原因之一,该压力与水的渗透性、压头高度和土壤饱和度等因素密切相关。
堤防工程中常见的渗漏途径包括渗透、渗流和渗漏。
渗透是指水分通过土壤孔隙进入工程体内部的过程,通常由土壤的孔隙度和渗透性决定。
渗流是指水分在地下形成一定的流动路径,通常表现为水流动的通道。
渗漏是指水分从工程体内部渗出,通常由工程体内部水压超过外部水压造成。
[1]为了提高堤防工程的防渗性,可以采取多种措施。
堤坝渗流分析与防渗技术探究
堤坝渗流分析与防渗技术探究摘要:堤坝是水利工程中重要的一环,而在我国堤坝是应用最广的一种坝型,广泛用作水库的拦河坝及江河湖海的防护堤。
江河湖泊的防护堤几乎全部是堤坝。
研究中,堤坝的经济效益主要涉及到堤坝渗漏情况,而堤坝的安全问题也主要是由渗透破坏引起的,所以堤坝的渗流问题是研究的重点。
本文首先从堤坝渗流基本概念入手,简要分析堤坝的渗流及其危害,并提出相关的防范加固措施。
关键词:堤坝;渗流分析;防渗加固措施一渗流的基本概念水在孔隙和裂隙中的流动称为渗流,渗透水所流经的空间称为渗流场。
根据渗流的基本表征量,如水头、水力梯度、渗透流速的大小和方向是否随时间变化,可将渗流分为稳定渗流和非稳定渗流。
当渗流的任一或全部基本表征量随时间而变化,则称此渗流为非稳定渗流。
由于天然或人为因素的影响,地下水位总是在不断变化着,所以在多数情况下遇到的都是非稳定渗流。
但当地下水位变化不大时,可以将非稳定渗流当作稳定渗流考虑。
堤坝的经济效益主要涉及到堤坝渗漏情况,而堤坝的安全问题也主要是由渗透破坏引起的,所以堤坝的渗流问题是研究的重点。
据国内外的大坝失事原因调查统计,因渗流引起的破坏比例高达30%-40%,仅次于洪水漫顶。
因此研究堤坝渗流问题显得十分重要。
二堤坝渗流类型与危害1堤(坝)身渗漏(1)散浸渗流透过坝体从背水坡渗出,逸出点太高超过下游排水设备顶部,下游坡面土体出现阴湿现象为散浸。
开始土壤潮湿变软,颜色逐渐变深,而后普遍渗水,在阳光照射下有反光现象,渗水均匀则会汇集成细小水流,流向坡脚,造成堤坝坡面冲刷,严重的会使表面流土,产生脱坡失稳现象。
(2)集中渗漏渗水可以从坝体下游面,坝基的一个或几个孔穴集中流出,出现成股水流漏出的异常渗漏现象。
集中渗流造成堤坝坡面冲刷,将土体内淘成洞穴,逐渐形成塌坑;随着土粒的不断流失,孔穴将向上游发展,渗径渐短,孔穴发展速度会越来越快,直至发展成为贯穿上下游的渗漏通道,并在渗流进口形成坍坑,开始出现坍塌,脱坡,极易造成垮坝。
堤防工程渗流控制浅析
堤防工程渗流控制浅析淮淠堤防全长130余公里,主要堤防为正南淮堤、张马淠堤、寿西淮堤、牛尾岗堤、寿县城墙、城南圈堤及二里坝拦洪堤。
这些堤防工程沿河修筑,防线长,基础差,堤身质量参差不齐,一旦失事,影响面广,对堤坝的渗流控制应予以特别关注。
现结合我县实际,就堤防管理工作中出现的渗流控制问题进行简要阐述。
标签:堤防工程;渗流控制;措施一、渗流控制的重要性渗流控制是关系到水利工程安全、人民生命财产、工农业生产的大事。
在水利工程中,地表水的冲刷破坏常会引人注意,也比较容易发现和挽救;而地下水的冲刷由于隐蔽性强,不能被人直观看见,常被忽视,有时问题一经发现,会立即导致工程的破坏,难以补救。
因此,一般水利工程受地下水渗流冲刷破坏常比地表水冲刷破坏较多且严重,而堤坝渗流问题尤为突出。
二、堤防工程渗流控制的特点堤防轴线位置多系历史形成和河势控制决定,不能随意选定防渗条件好的部位,且多修建在含有深厚透水层或软土层的冲积平原上;由于堤身长期不挡水,容易产生干缩裂缝,粘性土堤身易出现蚁穴、兽洞;堤防工程的堤基多为沉积的沙质壤土、或层沙土,渗流稳定条件较差;堤身经历年培修、养护,堤身填料及结构复杂,特别是防汛抢险加固,接缝多,就近取土,碾压不实,质量较差,取土破坏了近堤地面的天然防渗作用;临河堤侧,受水流冲刷,淤冲无常,并受河床演变影响,难以布设防渗工程,或防渗工程造价高,效果不明显,不经济合理。
堤防的特点导致堤防渗流控制措施必须截排结合,以排为主,既使是压渗工程,也必须在排渗的基础上进行压渗。
我县淮淠堤防自确权划界后大多都有护堤地,堤外滩地植树造林,消减风浪,减缓流速,增加淤积,起到一定的铺盖防渗作用;堤内护堤地完整,部分堤防减压设施完好,在汛期起到了较大的作用。
三、堤坝渗流破坏机理及类型土坝破坏来源于水和其它外力的侵袭以及土体强度的不足,原因不同,发生的现象也有不同。
1、砂层地基的承压水顶穿表层弱透水粉质壤土或淤泥的薄弱环节,发生局部集中渗流形成流土泉涌现象,并继而向地基的上游发展成连通的管道。
堤坝渗漏的成因分析与处理
堤坝渗漏的成因分析与处理作者:孙靖来源:《管理观察》2009年第25期堤坝渗漏是江河堤防及中小型水库常见的破坏形式之一,本文结合笔者多年的防汛工作实际,对堤坝渗漏的成因进行粗浅分析,并针对不同情况采取相应的应急处理措施。
一、堤坝渗漏的检查与分析1.对堤坝渗漏的检查(1)对堤坝检查观测。
主要查看堤坝背水面是否有渗流、渗透变形、滑坡、隆起、坍塌、管涌或流土等破坏征候。
(2)对堤坝迎水面检查观测。
主要查看堤坝对应背水面的渗流、管涌或流土处的迎水面是否有旋涡、漏水漏斗。
轻微漏水旋涡可通过浮标法测试水流有无旋转来判断。
(3)对堤坝背水坡堤脚以外的水下检查观测。
主要查看水中是否出现冒水及出水浑浊现象。
(4)对堤坝背水面远离堤脚的部位检查观测。
当洪水位超过正常水位较多,高水位持续时间较长的情况下,管涌或流土现象容易在远离堤脚的地方出现,有的甚至远离堤脚60~80m,如不及时发现并妥善处理危害极大。
2.对渗漏的成因分析正常渗漏情况:坝体浸润线无异常升高,逸出点高度不超过设计数值,渗透水流清澈见底,无混浊,渗流不带有土颗粒或微小颗粒,渗流量随水位变化无异常。
正常渗漏在有排水体的情况下很容易观测到;非正常渗漏情况:坝体浸润线异常升高,逸出点高度超过设计数值,或虽逸出点不升高,但渗水颜色浑浊,说明坝体内存在渗漏隐患,如排水体於塞,坝体内部有空洞、裂缝等都会产生非正常渗漏。
现结合实际,说明以下几种渗漏情况的检查分析。
(1)逸出点未升高,但渗漏水浑浊或带有泥沙颗粒,说明已发生渗漏破坏,多为坝体内的裂缝、空洞等形成漏水通道,渗流量逐渐增大,最终产生管涌和流土破坏。
(2)如果逸出点升高异常,说明坝体内因裂缝、空洞坍塌造成渗水通道於塞,或排水体失效,使坝体饱和度增大,浸润线抬高,坝坡稳定性下降,严重时会引起滑坡甚至坍塌。
(3)水库超蓄或堤防超过设计标准的洪水时,水位超过正常挡水位较多,致使挡水坝体断面越来越小,堤坝不能满足防渗需要,会使浸润线随水位上升,逸出点升高,且多发生在背水面坝脚以上,甚至出现在正常水位以上坝体断面较小处。
堤坝工程渗流稳定性分析与评估
堤坝工程渗流稳定性分析与评估堤坝工程作为一项重要的水利工程,承担着防洪、蓄水、供水等多重功能。
然而,渗流问题一直是堤坝稳定性的重要考虑因素之一。
本文将从三个方面,即渗流机制、稳定性分析和评估方法,来探讨堤坝工程渗流稳定性的问题。
渗流是指水流通过土体孔隙或裂隙的现象。
在堤坝工程中,渗流不仅会造成工程内部土体的溃决,还会引发固结沉降、土体液化等问题。
因此,了解渗流机制对于堤坝工程的设计和施工至关重要。
渗流机制受多种因素的影响,包括土体水分含量、土壤类型、水头压力等。
首先,土体水分含量对渗流机制有着重要影响。
当土体的孔隙饱和时,水分无法排出,导致堤坝内部产生较大的渗流压力。
其次,不同土壤类型的渗透能力也有所差异。
细沙和黏土等颗粒较小的土壤,其渗透能力较差;而砾石和砂砾土等颗粒较大的土壤,渗透能力较强。
最后,水头压力是触发渗流的重要因素。
当水头压力超过土体抗渗能力时,渗流现象就会出现。
为了确保堤坝工程的稳定性,渗流稳定性分析是必不可少的。
渗流稳定性分析主要包括两个方面,即渗流场和渗流路径分析。
渗流场分析通过数值模拟或物理试验的方法,对工程内部的渗流特性进行研究。
渗流路径分析则关注渗流水位变化对工程稳定性的影响。
通过分析渗流路径,可以预测堤坝可能发生的渗流情况,进而采取相应的防治措施。
除了渗流稳定性分析,评估也是保证堤坝工程稳定性的重要环节。
评估主要通过监测工程的渗流压力、位移变化等参数来进行。
在工程建设初期和使用过程中,定期对工程的渗流状况进行评估,可以及时发现潜在的安全隐患,采取相应的应对措施。
总的来说,渗流稳定性是堤坝工程稳定性的重要问题。
了解渗流机制、进行渗流稳定性分析和评估,对于堤坝工程的设计、施工和维护都具有重要的意义。
在未来的堤坝工程建设中,我们应加强对渗流稳定性的研究,以提高堤坝工程的安全性和可靠性。
水利工程中土质堤防的渗漏原因分析及治理措施
水利工程中土质堤防的渗漏原因分析及治理措施◎李兴兵一、引言我国的水旱灾害频发,为了有效预防洪涝灾害,堤防防洪是世界上最早广为采用的一中重要防洪工程。
堤防的种类很多,按建筑材料可分为土堤、石堤、土石混合堤和混凝土防洪墙等,迄今为止,应用最广的就是土质堤防,并且在我国已经有了很多年的历史。
因此,水利工程建设中,土质堤防建设是尤为重要的,根据以往的发展来看,在建设初期,我国土质堤防的建设手段和成本较为低廉,同时存在着很多的缺点,因此针对出现的各类问题就应该进行有效的解决。
二、水利工程中土质堤防渗漏原因分析水资源作为人类生活的必要保障,可以有效的维持人们的正常生活和相应的需求,同时能够稳定促进国家的发展。
在大环境的趋势之下,水利工程逐渐应运而生,构建堤防能够使得城市出现内涝等情况,同时堤防还具有一定的防御能力,有效抵制洪水和浪潮。
水利工程能够将生态环境中的水资源得到有效的利用,同时还能够自然灾害维护国家的社会稳定发展,现今水利工程已经得到了广泛的关注,对于渗漏技术的施工问题需要不断加强研究力度。
新型施工技术已经在水利工程方面得到了有效的利用,可以有效维持水利工程的稳定发展,同时还能够给使得社会得到有力的发展。
土质堤防在进行建设的过程中会存在时间和资金的问题,在进行土质勘测的工作过程中,没有进行具体的项目展开,而是浮于表面走形式,这就会使得土质堤防在建设过程中覆盖的区域较厚,同时在开工前期没有接触到新鲜的基岩,即使在后续的工作过程中发现这些问题,但是由于技术和时间上的限制原因,就会导致整体的施工质量较差,从而使得土质堤防出现渗漏等问题。
较为常见土质堤防主要优势在于施工工艺较为简单,建设成本较低,但是美中不足的是土质堤防一旦发生渗漏,就会对整体的土质堤防安全带来一定的隐患,严重的情况下甚至会发生安全性事故。
而究其原因,则在于堤防大多修建在冲积平原上,地面覆盖层下多为砂石透水层,加之堤坝自身具有透水性,因此在挡水时必然渗水,如果渗流破坏了堤坝的强度和稳定,就会造成渗漏。
湘江隧道工程堤防渗流稳定分析
长沙市劳动西路湘江隧道工程堤防渗流稳定分析李金林1 何新娥2陈集中3( 1.湘粤水电建筑安装公司湖南郴州4230002.苏仙区翠江水力发电厂有限公司湖南郴州4230003.湖南省长沙水文水资源勘测局湖南长沙410014)摘要:本文通过对长沙市劳动西路隧道工程的堤防渗流稳定分析,根据分析结论提出了该工程应该采取的防渗措施,为水行政主管部门审批涉水工程提供了科学的依据。
关键词: 隧道渗流计算渗流场渗透比降The levee seepage stability analysis of Xiangjiang River tunnel project in Changsha Labour West Road【Abstract】 This paper based on the levee seepage stability analysis of Tunnel project in Changsha labour West Road and according to the conclusion, we find the anti-seepage measures for this project and provide a scientific basis for the water administration Department.【Key word】: tunnel;seepage calculation ;seepage space; seepage gradient1、工程基本情况长沙市劳动西路过江隧道位于湘江桔子洲河段,东起劳动西路,西接潇湘大道牌楼口,江中穿越桔子洲,建成后将成为连接长沙市中心城区的快捷主干道。
该段江面宽约1.4km,隧址处桔子洲宽约130m。
湘江被桔子洲划分为左、右两汊,每汊的宽度约600~650m,桔子洲以东靠近右岸为湘江主航道。
湘江左岸明挖段牌楼口路与师大路之间有一内湖——桃子湖,湖长约460m,宽约200m,面积约为138亩。
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堤防稳定渗流形成条件分析
【摘要】本文从分析影响稳定渗流形成的因素入手,认为稳定渗流的形成和洪水水位历时、堤防填筑材料的渗流特性、堤防断面形式、堤基透水性等因素有关,同时认为在堤防稳定渗流计算时,典型洪水过程的选取与水库等工程的选取原则有不同之处,并初步提出一套确定能否形成稳定渗流形成的方法和思路,以及稳定渗流计算水位的确定,供大家共同探讨。
【关键词】稳定渗流;条件;水位;历时堤防稳定渗流计算是堤防工程设计的重要组成部分,依据《堤防工程设计规范》条文说明8.1.2、8.1.3“大江大湖堤防,汛期挡水时间长,能形成稳定渗流浸润线,海堤及有些江湖堤防挡水时间短,在汛期往往未能形成稳定渗流,因此,应根据实际情况按稳定渗流或不稳定渗流计算浸润线及渗流稳定性”。
如何判断堤防能否形成稳定渗流,笔者就这一问题提出初步思路,以供探讨。
1.影响稳定渗流形成因素分析
1.1设计洪水过程
我国河流众多,其所处地理、气候条件差异很大,各次洪水成因及特性亦不相同。
暴雨形成的洪水过程常为峰高、量大、涨水急剧、落水缓慢。
此外,洪水过程线形状与流域产汇流条件密切相关,山区河流因坡陡流急,多出现峰高、量小、暴涨暴落的洪水,而大江大河多出现涨落平缓、历时很长的洪水。
在堤防断面形成稳定渗流的洪水,往往需要一定的历时(T=L/V,T为堤防断面某一特征水位形成稳定渗流所需时间,V为渗流速度,L为渗径),因此,能够在堤防断面形成稳定渗流的洪水,需要长历时、高水位的洪水过程,相应设计洪水过程线要选取相对峰型稍胖、峰值较高的过程。
一般来说,大江大河的堤防工程易形成稳定渗流,山区河流堤防相对不易形成稳定渗流,另外蓄滞洪区堤防在大洪水期挡水时间较长,也容易形成稳定渗流。
另外,对于设计洪水过程,其水位—历时呈反比函数关系,水位越大,历时越短,对于能够形成稳定渗流的堤防,由于所采用设计水位为峰值水位,持续时间很短,不易形成稳定渗流,而只有持续时间足够长的某一腰值水位及其以下水位,才会在堤防断面形成稳定渗流,设计时应考虑最不利情况,以能形成稳定渗流的最高水位最为计算水位,进行稳定渗流分析,当然,对《堤防工程设计规范》中另有规定的大江大湖的堤防或中小河湖重要堤段应按设计洪水位稳定渗流计算。
1.2堤基及堤防填筑料
一般来说,形成稳定渗流主要与堤基及堤防填筑材料的渗透系数ks有关,此外受孔隙率等条件影响,这些因素直接决定堤防渗流速度,依据达西定律(V=ks×J,ks--渗透系数,J--水力坡降),渗透系数越大,越容易形成稳定渗流。
因此,对于由砂土、砂壤土等渗透系数较大的材料构筑的堤防,较粘土、壤土构筑的堤防形成稳定渗流容易,强透水性堤基较弱透水堤基易形成稳定渗流。
1.3堤防断面形式
堤防断面形式直接影响稳定渗流的形成。
①堤顶宽度越大,比降越缓,渗径越长,越不容易形成稳定渗流;而堤防高度越大,说明该处地面较低,相应堤脚以上水位持续时间较长,形成稳定渗流的可能越大。
②堤防上游坡的防渗情况亦很大程度决定着稳定渗流的形成,上游坡如果有良好的防渗措施,如防渗土工布铺设、粘土斜墙、基础截渗墙等,通过对水头的削减降低平均流速,使稳定渗流
不易形成。
2.稳定渗流计算水位的确定
2.1设计洪水与设计洪水过程线
设计洪水一般以设计洪峰流量、设计时段洪水总量、设计洪水过程线来表达,设计洪水的洪峰、洪量计算通过特大洪水重现期调查、系列频率分析、合理性检查确定,与水库等水利工程相同。
而稳定渗流计算时,其设计洪水过程的选择原则应有所不同:(1)典型洪水过程应具有代表性,应在汛期大洪水中选取。
洪水的历时、峰量关系、主峰位置均能代表汛期流域较大洪水特性的实测洪水过程。
(2)尽量选择高水位、长历时的洪水过程,设计洪水过程线要选取相对峰型稍胖、峰值较高的过程。
主峰位置偏后的洪水,更为危险。
因前面的洪水已经形成一定的浸润线,又来了洪水主峰,浸润线的叠加使稳定渗流更易形成,因此是最不利的典型,而水库工程典型洪水过程的选取一般是以“峰高量大、主峰位置偏后”为原则。
设计洪水过程确定后,分别在腰值选定一组水位,求出其持续时间,在坐标纸上点绘其不同时间对应水位,绘制一组设计洪水水位—历时曲线。
典型洪水过程只发生在某水文站断面处的洪水,但往往能代表该段河段的洪水过程,河道其它断面处洪水可采取等量移植法,认为其涨水降水速度是相等的。
2.2渗流水位—历时关系的推求
选择堤防代表断面,拟定不同水位进行稳定渗流分析计算,反算所需要的渗流时间,首先经试算确定不同水位在堤防断面形成的渗流浸润线(可采用原能源部、水利部水利水电规划设计总院1990年推广采用的(DQB)土石坝二向稳定及非稳定渗流计算程序计算),求出不同水位的稳定渗流比降J,根据达西定律V=ks*J,计算假想平均流速,则其所需相应渗流历时T=L/V,得到一组渗流水位—历时关系。
2.3计算水位的确定
将设计洪水过程所确定的洪水水位—历时关系及稳定渗流水位—历时关系绘制于同一张坐标纸上,其交点对应水位即为所求计算水位,如果有几组洪水过程的水位—历时曲线都与渗流水位—历时关系曲线相交,其交点对应水位最高的水位为所要求计算水位,如果不能相交,则该堤防断面不能形成稳定渗流。
【参考文献】
[1]广东省水利学会水利科普从书.堤防工程.广东省经济出版社,1998.[2]堤防除险加固实用技术.中国水利水电出版社,1998.
[3]中华人民共和国建设部(GB50286-98)堤防工程设计规范.北京:中国计划出版社,1998.。