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复杂围堰渗流问题的研究

水利工程在施工期间,挡水围堰是必要的施工措施。堰体多数用当地材料(砂砾石等)填筑。如果河床复盖层很深(超过20米,且为砂砾石),堰体和堰基的渗透系数K都较大,当渗透流速过大,围堰将丧失其稳定性,所以必须考虑防渗措施。例如堰体采用防渗塑性心墙,堰基采用混凝土防渗墙。此种围堰与土坝相比,其横断面形式较为复杂。所以用水力学的普通公式难于确定围堰的渗流量、流速和浸润线位置。本文用电模拟法和有限单元法对复杂的围堰渗流问题进行了研究分析,取得较满意的结果,可供解决同类问题参考。 一、围堰设计概况 现以黄河上游某水电站工程设计的施工围堰为例,其横断面形式如图1所示。 围堰按全年挡水设计,导流标准P=5%,设计流量为5500米3/秒,水位为1457.7米。图1.围堰横断面形式墙,示。围堰顶部高程1458.5米,土料心墙顶宽4.0米,底部高程为1453.0米,下接混凝土防渗墙厚1.。米,穿过河床复盖层与基岩连接。堰体采用砂砾石填筑。材料渗透系数如...  (本文共8页) 阅读全文>>

长沙理工大学
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渗流作用下临海导流路堤围堰力学特性研究

在社会经济高速发展,能源需求迅速增长的今日,开发清洁环保能源是可持续性发展的基本要求。具有巨大潜力的核电能源是我们主要开发的新能源之一,它不仅可以促进地区产业结构的升级,而且可以加速经济发展,增强我国综合国力。特别是一次能源短缺的沿海、内陆地区,更有必要积极发展核电。因此,加快核电建设、积极发展核电是保障国家能源安全的需要,对中国能源可持续发展、优化能源结构意义重大。本论文依托在建的辽宁红沿河核电工程,结合其特点和实际情况,对临海导流路堤围堰施工阶段的渗流场演化和力学特性进行研究,从围堰方案确定到模型建立、从海浪海冰冲击影响到防渗墙验算、从流固耦合到强度折减及其稳定性计算进行了全面的分析,将分析结果应用并指导该实体工程,保证了导流路堤围堰施工安全。具体内容如下:1、综述导流路堤围堰工程国内外研究成果,建立论文研究内容和技术路线为了进行辽东湾核电站取水导流工程施工阶段渗流及力学特性研究,对国内外导流工程的发展现状、导流路堤围堰渗流...  (本文共185页) 本文目录 | 阅读全文>>

河海大学
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大型水电站高土石围堰安全研究

围堰是水利枢纽工程中重要的临时性建筑物,其安全关系到整个施工导流工程和主体工程的安全和进度,甚至涉及到下游的安全问题。随着大型和巨型水利枢纽工程的兴建,围堰的规模不断增大,施工难度也随之增加。本文以乌东德水电站上游高土石围堰为研究对象,从渗流和边坡稳定两方面展开研究。主要工作如下:1)介绍了渗流计算和边坡稳定计算的基本原理和方法,对不同方法进行了比较。从质量守恒定律出发推导了渗流的连续性方程,根据变分原理推求了二维非稳定一非饱和渗流有限元支配方程。2)对不同区域渗透系数对渗流的影响、非稳定—非饱和渗流对边坡稳定的影响以及粗粒料强度参数的选取问题进行了探讨,并得到相应结论。3)对乌东德上游围堰不同工况进行渗流计算,对深厚覆盖层渗透参数和基坑抽水速度等影响因素进行敏感性分析,并对渗漏量及渗透稳定问题进行了评价。4)在围堰渗流分析的基础上,采用非线性强度指标,运用极限平衡法对围堰边坡稳定进行计算。对深厚覆盖层渗透参数、土体抗剪强度等影...  (本文共106页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安理工大学
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炳灵水电站土石围堰三维有限元渗流分析及防渗措施研究

对于修建在深厚覆盖层上的土石坝和土石围堰来说,其渗漏问题和渗透破坏问题是设计中的关键问题,如果防渗措施设计不当,轻则引起围堰产生漏水问题,影响围堰内基坑的正常施工,严重的将导致围堰堰体或者坝基的渗透破坏,危及围堰的安全。所以对于修建在深厚覆盖层上的大型土石围堰,在设计过程中需要结合准确的数值仿真计算成果,合理地设计防渗措施。本文依托黄河炳灵水电站上游围堰的防渗问题,采用三维稳定无压渗流的有限元计算理论,对炳灵水电站上游围堰防渗及绕坝渗漏问题进行了数值仿真分析。第一章 阐述了论文的研究背景和研究意义,概述了本文的主要工作;第二章 阐述了三维无压渗流的有限元分析基本理论、计算方法以及有限元成果整理方法;第三章 介绍了炳灵水电站上游围堰工程概况:第四章 提出了初步防渗措施以及有限元计算方案;第五章 交待了炳灵水电站上游围堰有限元模型及计算边界条件和计算参数;第六章 分析了炳灵水电站上游围堰有限元渗流计算成果,确定了最优的防渗方案;第七...  (本文共73页) 本文目录 | 阅读全文>>

《水利水运科学研究》1987年01期
水利水运科学研究

各向异性土渗流的转化问题

一、前 台 口 土坝或江河的堤防,由于分层碾压施工,常形成各向异性土层,其渗透性随方向而变,一般总是水平方向的渗透性大于垂直方向的渗透性(即k二k了)。解决这种各向异性土的渗流问题,采用电解液模型试验及解析计算是无能为力的,通常都是采用等效转换法化为各向同性土处理。现行有关文献均采用改变x轴方法转化为各向同性土,亦即x,=侧石7石x,k产二了灭王玉牙。但是这种习用方法,对于具有交界面的层状土(各向异性)的转化,不宜采用。 此外,现行有关文献对层状土(各向同性)转化为单层土(各向异性)的方法,经本文验算,无论渗流量及各点势函数,均不能对应相等,因而说明了这种转化关系值得商榷。二、各向异性土的转化(一)垂直剖面的二元渗流问题描述各向异性土的二元渗流基本方程为 己Zh.,0么hKx一舀又万十K‘。y‘二口(1)式中x、y分别为水平、垂直座标轴;h为水头;k二、k,分别为水平和垂直方向的渗透系数。当消去方程中的k二、k:,则为转化各向同...  (本文共14页) 阅读全文>>

《石油学报》1988年03期
石油学报

混采油藏的渗流问题及压降曲线

一、前 -」‘‘ 日 对于均质弱可压缩液体向具有井筒储集和表皮效应井的渗流问题,人们一直用如下方法来描述油井表皮效应对压力的影响尸,(,)一尸(r。,,)一:(r翠、 口r,r即式中尸表压力,r,表井半径,S表井的表皮系数。这种描述方法给油藏渗流间题的求解带来困难,解的形式也较复杂,从而给解的应用也带来不便,更不利的是按这种描述方法所得到的压力解对于零、负表皮效应并不收敛tl1,在实际应用中对压力解必须进行参数组合或近似处理氏31。本文在油藏渗流问题中引入了有效井径来描述表皮效应对压力的影响,这种新的描述方法解决了以下四个问题。 (l)在考虑井筒储集和表皮效应情况下,容易求出储层内各点压力分布的精确表达式。 (2)所得到的压力实空间解和拉普拉斯空间解形式简便,对于正、负、.零表皮系数均收敛,因而对不完善井、完善井、酸化井和压裂井都适用。 (3)在所求得的压力解中,表征井筒储集、表皮效应及窜流能力的一些参数已直接组合在一起,如本文...  (本文共7页) 阅读全文>>

《水利学报》1989年07期
水利学报

堤坝渗流以沟代井列的计算方法

、月味台‘ 堤坝下游常采用排水减压井以消减透水地基渗透乒力,降低堤坝浸润线以求工程安全.同样岩基上高坝也常布置长列排水孔作为排水帷幕,一降低坝基扬压力或坝肩绕渗压力.这些井孔排水的数值计算或模拟试验,特别是离散化数学模型,都是感到比较麻烦的问题,不仅井点布局不易妥善安排,且井点本身是奇点,给计算造成较大误差.我院曾先后研究过这一问题〔””’,但还不能满意地解决实际生产问题·特别是复杂透水地基的井孔,如何以沟代井列把三向渗流(稳定或非稳定)间题简化为二向渗流间题而取得满意解答,是本文研究的目的.二、以沟代井列的构思 以沟代井列计算的构思主要为:(1)借以附加阻力概念表示的沟、井列基本计算式,找出其间相互等效关系,用等效无限窄沟作为计算模型;(2)窄沟下端点是计算模型中奇点,对这种点进行修正以避免造成较大误差;(‘3)对各种布局的减压井列的计算结果,利用导电液连续介质模型验证,再应府到复杂成层透水地基的渗流问题. 借用过去研究的成果...  (本文共7页) 阅读全文>>