甄家水闸扩建工程中的闸基稳定分析

甄家1闸是大洼区实现水系连通和水资源调度及优化配置的核心与枢纽工程,在大洼区水系连通工程中占用重要地位,目前甄家2闸废弃,现状过流能力不足,不利于实现大洼区水资源的优化配置。通过对甄家水闸工程进行扩建,需新增闸孔净宽3.8 m以上,重点对闸基进行渗流稳定分析,从计算结果看,闸的闸室抗滑稳定安全系数均大于规范规定值,而闸基坐落在③粉土夹粉质粘土层,地基承载力为100 kPa,满足要求;翼墙基础坐落在②粉质黏土夹粉土层,抗滑、抗倾覆以及不均匀系数均满足规范要求,基底最大应力118.54 kPa<1.2 fak=120 kPa,满足要求。     

利用 EXCEL计算平底闸过流能力

水闸设计中,设计及校核水位的确定需要相应的流量及对应的水闸过流能力。但由于影响过流能力的某些因素又受过流能力的影响,因此准确计算出平底闸堰流时的过流能力比较困难、繁琐。利用EXCEL的循环计算功能,可以求解出平底闸堰流时的过流能力,继而求出水闸的设计及校核水位。以此类推,水利工程中需要重复试算的计算均可以通过此方法实现。     

蓟运河防潮闸基础加固高压喷射试验施工

通过对蓟运河防潮闸基础加固高压喷射试验施工,对存在缺陷的闸基灌注桩进行围封高压喷形成高强度的复合桩体,并在闸底板上,下游建造高压旋喷防渗墙,以及闸底板下的脱空回填灌浆处理,解决闸基础的渗透稳定和抗滑稳定问题,为闸基加固工程及类似建筑物处理提供满足设计要求的施工工艺参数。     

李家桥节制闸检测指标综合评估探析

针对李家桥节闸存在老化、年久失修和病害严重等问题,基于综合评价方法,通过对水闸进行全方位的检查,对水闸工程进行调查、评估与评价。结果显示:采用该方法可大大提高水闸评价结果的准确性和科学性。在水闸检测评价的基础上,提出了针对性强、可操作性强的加固技术措施,应用前景十分广阔。     

闸底井注浆封堵处理实践

闸基下安装监测设备时需施工设备井,在施工及使用过程中因井封堵不严出现喷水冒砂现象。结合宿鸭湖水库工程,介绍了闸底井注浆封堵的方案设计和施工工艺,对侧向挤压注浆的注浆压力、水灰比及注浆措施进行了阐述,并对注浆原理及注浆效果进行了分析。     

软土地基水闸的基础防渗问题及处理

软基上的水闸基础多采用端承桩,由于地基为相对弱透水的软土层,容易忽略闸基的防渗处理,水闸建成后两侧填土发生沉降,带动地基土层沉降造成基础脱空,形成渗水通道,危及水闸以及大堤安全。本文针对该问题提出前截式防渗墙的加固方案,取得了较好的防渗效果。     

闸下变动水位的船闸输水水力学计算

为解决强潮海域闸下潮位变化剧烈的船闸输水系统水力学计算问题,以现有规范为基础,从输水计算原理出发,推导了变动水位条件下的输水水力学计算方法,应用该方法计算分析了变动水位对三堡船闸安保工程输水的影响,并对闸室面积、初始水头、闸外落潮速度等因素进行敏感性计算分析。结果表明,采用该方法计算得到变动水位条件下输水时间缩短,最大流量、最大比能也小于取初始恒定水位的计算成果,结果更符合强潮海域船闸实际输水过程,为类似条件船闸输水水力学计算提供了一种技术、经济合理可行的计算方法。     

三刘节制闸渗透变形判别及边坡稳定评价探析

三刘节制闸位于辽宁西北部,通过对三刘节制闸渗透分析可知,环境水对混凝土具有强腐蚀性;对钢筋混凝土结构中钢筋具有弱腐蚀性;对钢结构具有中等腐蚀性。场区地震动峰值加速度0. 05 g,相应地震基本烈度为6度,不需进行液化判定。拟建闸基、桥头堡、翼墙建筑物基础坐落于①层砂壤土层,该层分布连续稳定,厚度较大,但该层为新进沉积堆积层,结构松散,为一般的地基土,地基承载力一般,工程地质条件不良,其下卧层为第②层粉质黏土层,该层中偏高压缩性,土质较差,建议对地基进行处理,以采用水泥土搅拌桩作为复合地基为宜。     

水平槽闸下出流问题的探讨

平底闸淹没孔流的水力计算或流量资料整编,由于影响因素复杂,加以闸下水位又不便直接观测,常以闸下游水位代替闸下水位,并以闸孔过水面积分析流量系数,或以自由式孔流的计算公式去分析淹没系数等,不但计算工     

三峡船闸高边坡降雨入渗的三维数值仿真

基于反映裂隙岩体渗透张量各向异性特性的广义达西定律与相对透水率等裂隙岩体渗流基本理论,应用三维非线性有限元方法,对长江三峡工程永久船闸高陡边坡在连续降雨条件下裂隙岩体饱和-非饱和、非恒定渗流扩散过程进行了三维数值仿真分析,得出了连续降雨条件下船闸高陡边坡裂隙岩体渗流场的时空分布规律及典型降雨时段闸室混凝土衬砌上的最不利外水压力荷载,对暴雨入渗情况下闸室边墙稳定性与安全性进行了评价。分析结果表明,闸室混凝土衬砌具有较高的安全度;船闸高陡边坡内排水系统效果显著,即使遭遇长期强降雨,闸室衬砌上的外水压力荷载受降雨的影响也不大。     

平推式滑坡中底滑面承压水渗流形式对其稳定性的影响

研究平推式滑坡中承压水渗流形式对滑坡稳定性的影响,有利于准确评价斜坡稳定性,对此类滑坡的成灾机制研究具有重要的理论指导意义。基于承压水渗流宽度变化规律,将平推式滑坡中底滑面承压水渗流形式分为辐射流和非辐射流。依据不同的渗流形式,构建了相应的平推式滑坡分析模型,结合地下水向河渠稳定运动相关理论,推导了不同模型中承压水的水头线方程和滑面上扬压力的计算公式,提出了扬压力的3种分布形式,并对平推式滑坡启动判据进行修正,最后结合滑坡实例分析了不同渗流形式对滑坡稳定性的影响规律。     

降雨入渗条件下边坡岩体饱和非饱和渗流计算

简要分析了连续介质饱和非饱和渗流数学模型,并讨论了渗流有限元计算中的有关问题,同时研究了降雨入渗机理及模拟方法,在此基础上编写了非饱和渗流程序SUSC。运用该程序模拟了某边坡降雨过程渗流场的变化情况。计算结果表明,在降雨入渗作用下边坡顶部迅速被饱和,随后表面雨水逐渐向边坡深部下渗,形成从坡顶往深部压力水头等值线由高(零)→低→高的封闭现象。随着降雨的继续,边坡顶部负压区进一步缩小,且负压绝对值减小。降雨结束后,由于上部地下水的继续下渗,在边坡的一定范围、一定时间内压力水头继续升高。根据计算结果可知,局部地方的压力水头最高值出现在降雨结束2 d左右,往后整个边坡非饱和区地下水压力水头全面下降,逐渐恢复原状。模拟结果总体可靠,可作为边坡稳定性分析评价及边坡排水加固的参考依据。同时表明,运用上述饱和非饱和渗流模型及降雨模拟方法,计算降雨条件下边坡岩体的渗流场是可行的。     

城市隧道动、静水头作用下的渗流模型试验

依托毗邻深圳水库的深圳东部过境高速公路连接线工程,研制了以控制渗透系数为核心的围岩-支护体系新型相似材料,利用自制渗流模型试验系统,研究不同高度的动、静作用水头对水压力、排水量及渗流场的影响。试验表明：地下水位较高时,注浆圈内壁经历块状润湿、浸润线状态、完全湿润、拱腰以上挂满水珠、间断性水流线等过程,而随着作用水头的降低,渗流速度减慢,渗流时间大幅增加;随着静水头高度降低,各特征点水压力呈近似线性下降,且作用水头越小,相同位置二衬和注浆圈背后的水压力值更加接近,而隧道排水量测试的离散性也越小;动水头作用下,水压力随时间变化有明显的滞后性,其时间效应不利于结构稳定,而动水头下降过程中浅埋处更易受到影响,需加强隧道顶部的承载及抗渗设计,隧道排水量值随动水头下降呈减小的趋势,且降低相同水位差所需的时间越长。     

基于参数反演的边坡地下水渗流数值模拟

渗流是影响岩土工程边坡稳定性的重要因素,对不同工况下岩土体边坡地下水渗流规律进行数值模拟,弄清其动态变化规律,对于边坡稳定性分析、支护设计、工程防排水措施的制定等都有重要的意义。以龙滩水电站左岸进水口边坡为研究对象,通过免疫进化规划算法,得到了边坡岩体渗流场参数。在此基础上,对洪水期、枯水期情况下地下水渗流状态进行了数值模拟,通过对比分析,研究了不同河床水位情况下地下水渗流变化规律,从而为边坡稳定性预测奠定了理论基础。     

非饱和土向上渗流试验仪的研制与应用

地下水(潜水)位上升,在黄土(非饱和土)中会产生一种特殊的渗流现象向上渗流。为了探索黄土中的向上渗流规律,研制了非饱和土向上渗流试验仪。试验仪器由补水装置、渗流装置、连接管及试验台等部件组成,可用来模拟不同水势压力(定水头压力)条件下潜水位上升的水土作用过程。该试验仪不仅可直接观察水在土中向上渗流的过程、渗流锋面形态及变化,而且可以获取渗流锋面位移-时间关系(渗流速度)、渗流压力-渗流速度关系等渗流特征参数,揭示向上渗流规律,服务于黄土灾害(滑坡、崩塌、地面沉降等)研究。基于此试验仪器,采取两组原状非饱和离石黄土,对其均分别进行定压力水头为1cm、5cm、10cm的向上渗流模拟试验,试验结果表明:试验仪器能够较好模拟定水头压力条件下潜水位上升的水土作用过程、直观再现水在土中的向上渗流以及获取所需的向上渗流特征参数,具有一定的应用前景及价值。     

泄洪雾化降雨作用下裂隙岩体边坡渗流稳定分析

某水电站溢洪道泄洪雾化降雨边坡问题严重,为研究其稳定性,对溢洪道左侧边坡典型剖面建立考虑雾雨入渗的裂隙岩体饱和非饱渗流数学模型,以有限元为模拟手段研究降雨入渗机理以及饱和非饱和渗流特性,在此基础上用非饱和点安全系数法评价有地表入渗的岩质边坡稳定性。分析表明：雾雨会降低岩体抗剪强度,造成地下水位的缓慢升高,非饱和区会形成暂态饱和区,这是边坡失稳的重要控制因素。渗流及稳定性研究成果可为雾化区边坡渗控设计提供参考。     

南水北调中线典型承压水地层渠段渗流场数值分析

南水北调中线工程中,渗流问题是影响渠道衬砌及渠坡稳定的关键因素之一,在具有承压水地层的深挖方渠段尤其如此。为更全面分析该类渠段渗流场分布特征及渗控措施合理性,采用渗流自由面、密集排水孔三维有限元精细模拟技术,针对典型深挖方渠段建立渗流模型,模拟渠道渗流场分布,分析渗控措施的效果。结果表明,在具有承压水地层渠段布置排水垫层,并结合逆止阀以及渠坡排水孔等综合措施,能有效降低渠底衬砌板下扬压力,为工程安全运行提供有力保障。     

岸坡地下水控制技术的试验研究

地下水赋存状态与渗流条件的改变及其造成的土体中孔隙水压力的变化是造成岸坡失稳的重要因素。通过模型试验和数值计算（EMU法）检验了降水速率对岸坡稳定性的影响,初步验证了虹吸排水法能够减小岸坡内地下水与库水位之间的水位差,并改善渗流路径,为其在工程中的应用提供了依据。     

水平岩土层实体拦砂坝基底水压力研究

基于连续性方程、达西定律和伯努利表达式,在合理的假设条件下,本文推导了水平岩土层的实体拦砂坝基底处关键点的水压力解析式,通过与数值模拟(Autobank有限元程序)对比可知,本文解析式与数值分析结果误差非常小,其误差基本控制在1%以内,该解析方法是可靠稳定的。本文还进一步讨论了该方法的应用价值,依据得出的水头,可计算构筑物下游x处的水力坡降,判断构筑物下游土体的渗透变形类型,也可估算需要处理的范围以及对护坦长度的设计提供依据。依据相关文献结论,提出运用该解析式计算有坡度的沟床的拦砂坝基底扬压力偏于安全,并且提出了该解析式计算实体拦砂坝底部水压力是否需要考虑“地基的有效深度”对基底水压力的影响问题,此问题还需要进一步研究。     

融雪入渗条件下边坡渗流计算及稳定性分析

本文利用饱和非饱和渗流有限元方法,参考积雪厚度、温度变化与融雪入渗关系统计资料,对积雪深度、气温变化以及坡度等不同条件进行了边坡融雪入渗渗流计算及稳定性分析。本文条件下计算结果表明:同一坡度下融雪入渗系数和坡面一定范围内的含水量及压力水头随积雪深度增加而增加,积雪深度达1.0m时,融雪入渗垂直影响范围为30.0m,边坡暂态饱和水位升高13m;相同积雪深度条件下,坡度越大,融雪入渗系数越小,坡内压力水头及含水量变化越小,30°边坡融雪入渗垂直影响范围最大为30.0m;同一积雪深度和坡度下,融雪入渗系数及坡面附近压力水头均与气温变化幅度呈正相关关系。根据极限平衡计算,边坡的稳定系数随着融雪过程的持续而降低,积雪深度、边坡坡度或温度变化越大,安全系数降低幅度越大;其中,坡度因子对边坡安全系数的影响最为显著,60°边坡受融雪影响安全系数降幅达9.7%。