黄河下游拟建堤防截渗墙的工程地质问题分析

根据黄河下游堤防区的工程地质勘察资料 ,分析和阐述了堤防区拟建截渗墙段的工程地质条件 ,针对堤基土渗透变形破坏、堤基土液化、不均匀沉陷、大堤隐患等主要工程地质问题进行了专门研究 ,并提出了有意义的处理措施 ,对黄河下游堤防工程的实施具有重要的实际意义。     

越过截渗墙渗流自由面的求解

对于越过截渗墙的剖面二维含自由面的渗流,应用保角变换方法求解,通过引入速度矢端平面和应用Schwarz-Christoffel变换,推导出了物理平面Z(x,y)和复势平面ξ(Φ,Ψ)的映射关系式.主要的待求参数和积分常量有4个,提出了相应的联立求解关系式.算例表明所提出的求解方法是可行的.     

大沽河下游地下水库截渗墙建设前后水质分析与防治对策

随着国民经济飞速发展,水质污染造成的水环境恶化,使得水资源短缺状况更是雪上加霜,已经成为严重制约社会经济发展的重要因素.解决水环境污染,确保有限的水资源质量,已是当务之急.本文通过对大沽河下游地下水库截渗墙建设前后水质分析,客观评价了截渗效果,提出了当前大沽河水源地防污治污工作对策.     

基坑截渗与降水工程优化设计方法浅析

介绍基坑截渗与降水技术理论基础、优化设计、计算方法及程序使用技巧 ,给出武汉建银大厦深基坑计算实例     

水力屏障和截渗墙在海水入侵防治中的数值模拟研究

基于SEAWAT-2000程序构建室内二维砂箱试验中咸水入侵数值模型,利用该模型分析了针对不同补给井井位、补给井流量、截渗墙位置及贯穿深度等多种情景下的咸淡水界面运移规律。二维砂箱实验模拟结果表明,当注水井位于盐水楔前锋附近,距咸水边界40 cm、砂箱顶部边界5 cm处时,注水井工程措施能达到最佳海水入侵驱退效果,回退系数达21.5%。当截渗墙布设于距咸水边界10 cm处,贯穿深度为35 cm时,截渗墙工程措施能达到最佳海水入侵驱退效果,回退系数达81.1%。在此基础上,结合实际场地条件,构建山东龙口地区滨海含水层中某典型二维剖面的海水入侵数值模型,探讨了不同截渗墙布设情景模式下海水入侵状况。模拟结果表明,当截渗墙布设于距海岸线600 m处,贯穿深度为18 m时,截渗墙工程措施达到最佳海水入侵驱退效果,回退系数达28.4%。研究结果揭示了补给井井位、补给井流量、截渗墙位置及贯穿深度等因素对咸淡水界面运移规律的影响,可为场地条件下滨海含水层海水入侵防治中的工程管理措施优化提供参考依据。     

某河道截潜流工程渗管涌水量分析计算

通过对某河道截潜流工程区水文及水文地质特征的分析,结合渗管取水的适用条件,提出渗管取水方案,针对不同工程措施对渗管涌水量进行计算,对下游取水工程进行取水影响分析。最后分析总结渗渠取水应注意的问题,为渗管建设、运行管理提供一定得帮助。     

FRP板桩墙变形计算方法探讨

FRP复合板桩弹性模量较低,在使用过程中易产生较大的变形而导致结构无法正常使用,因此设计时要考虑其变形特性。FRP复合板桩的变形包括弯曲变形和剪切变形两部分。通过一种简化的计算FRP板桩变形的方法,使FRP复合板桩设计更为方便。运用该法计算出的最大变形与有限元计算结果较为接近,表明该法具有一定的可靠性。     

硬填料坝应力计算方法探讨与特性分析

通过对一个100 m高典型硬填料坝的应力变形分析,指出坝体填筑过程和硬填料随龄期和应力状态变化的应力-应变特征的模拟对坝体应力变形结果影响显著不容忽略。采用二元本构模型和仿真计算方式,研究了地基弹性模量对坝体应力和强度安全性的影响。地基的变形对坝体应力有显著的影响。地基弹模较低时与较刚性地基的坝体应力情况差异很大。地基弹模较低时,竣工期坝基面中部的拉应力和坝址与坝踵处的压应力都很大,可能并不满足抗拉和抗压强度。与竣工期相比,挡水期坝基面的压应力增加,拉应力减小,抗压强度安全性减小,抗拉强度安全性增加。对于硬填料坝,竣工期和挡水期的抗剪强度安全系数均很高,一般可不进行抗剪强度的计算。     

挤压墙工法对面板堆石坝应力变形影响规律研究

利用三维有限元数值模拟方法,分析了采用挤压墙的面板堆石坝的应力变形规律。与不采用挤压墙和采用半挤压墙型式的方案进行比较,研究了挤压墙的存在及其型式对于面板堆石坝应力变形响应的影响。计算结果表明,挤压墙的存在及其型式对于坝体的应力变形以及面板挠度变形影响较小;对面板的应力分布情况有一定影响,但不会对面板安全性产生明显影响;挤压墙的存在有利于减小周边缝的沉陷变位。     

土石坝变形计算中的应力路径问题

通过试验资料,说明了应力路径对砂土的应力-应变关系的影响;从实测资料及有限元法计算的结果,分析了土石坝中应力路径的特点;然后介绍了部分现有在土石坝变形计算中考虑应力路径影响的方法;最后,通过砂土的等应力比及变应力比路径试验资料的分析,揭示了二者之间具有良好的相关关系,推导了变应力比路径下非线性弹性模型参数的计算方法,提出了在土石坝变形计算中考虑应力路径影响的分析方法。     

土-膨润土隔离墙应力状态与固结行为的现场试验研究

土-膨润土竖向隔离墙被广泛应用于污染场地治理,其服役性能受应力状态和固结变形影响较大。通过建造两段不同尺寸的土-膨润土隔离墙试验段,并利用土压力盒、孔压计、测斜管等分别对墙体现场应力状态和变形进行了为期15个月的监测,获得了土-膨润土隔离墙固结行为的基本特征。监测结果表明：墙体主固结阶段需要数月;墙体固结变形以侧向变形为主;大部分深度内总应力在前1个月显著减小,并在随后基本保持稳定,有效应力随超孔压消散而不断增加;水平应变与最大水平有效应力均与墙深呈显著正相关;然而在主固结期间,墙体底部总应力和孔压均一直减小直至等于静水压力,有效应力始终很小。根据实测墙体变形及应力分布的特点,指出在相邻土体中可能形成滑动楔形体,对填料产生整体挤压,从而对隔离墙的现场固结行为特征作出了合理解释。最后,针对土-膨润土隔离墙的设计施工提出了相关建议。     

顶管工程后背受力与变形三维分析

以某顶管工程为背景,采用朗肯被动土压力理论对后背土体的承载能力进行了分析;根据弹塑性模型建立起后背结构的三维有限元模型,对后背结构与土体在顶力作用下的变形与受力过程进行分析,并同朗肯理论结果进行比较;对影响后背结构的变形各因素进行了分析;对后背结构顶力合力点的变形进行了实测,并同理论预测结果进行了对比分析,初步探讨了形成差异的主要原因。     

河谷地形对深覆盖层中防渗墙应力变形影响分析

为研究河谷地形对深厚覆盖层中防渗墙应力、变形的影响,以某沥青混凝土心墙堆石坝为工程背景,模拟了狭窄河谷和宽深河谷并分别建立有限元模型,坝体材料及覆盖层采用邓肯-张E-B模型,防渗墙与覆盖层、基岩之间的接触关系采用无厚度接触面模拟,进行三维非线性有限元计算,对比分析两种河谷情况下防渗墙的应力、变形情况。计算结果表明：狭窄河谷中,防渗墙沉降和水平向位移及防渗墙与覆盖层的不均匀变形均比宽深河谷小,其中不均匀变形最大减小了24.8%;宽深河谷中,防渗墙受河谷地形约束作用较弱,竖直向压应力较狭窄河谷更大,最大增加了40.3%;防渗墙的竖直向压应力最大值位置受中性点位置和河谷地形的共同影响,其中竖直向压应力最大值约30%来自墙顶坝体土压力,70%来自与覆盖层之间的负摩擦力。其研究结果可为不同地形条件下坝基防渗墙的设计提供参考。     

大宁水库防渗墙受墙侧回填施工影响的数值模拟

大宁水库防渗墙部分区段地势落差大,墙体两侧及下墙顶部有较大回填土方量,受工程扰动较大。在既有试验和实测参数的基础上,依据现场实际回填施工过程,对大宁水库防渗墙受墙体两侧回填土施工作用进行了三维数值仿真模拟。模拟过程中考虑了回填土和防渗墙之间的相互作用,分析了距墙体不同位置、不同接触形式的回填土对墙体变形和应力的影响,获得了随施工进程墙体内部位移和应力的分布规律。研究表明,填土过程中上部墙体向水库内侧倾斜,其最大主应力出现在两墙交接位置的上方;下部墙体倾斜量很小,最大主应力出现在导墙下方,不存在拉应力;墙体的位移、应力沿走向方向存在一定的差异,在墙体拐角处变化最大。对比分析表明,数值模拟结果与现场实测值较为接近。     

水泥-膨润土泥浆配比对防渗墙渗透性能的影响

作为一种垂直防渗墙体材料,水泥-膨润土泥浆已在欧美等一些国家被广泛应用于垃圾填埋场的垂直防渗系统中,而国内对此类墙体材料的研究和应用较少。通过对不同配合比的水泥-膨润土泥浆固结体进行渗透试验,研究了原材料对泥浆固结体渗透性能的影响以及渗透性随龄期变化的情况。试验结果表明,水泥和膨润土对固结体渗透系数的影响相互依赖,只有在水泥用量达到一定程度后,增加膨润土用量才能有效地降低固结体的渗透性能;随着龄期的增加,水泥-膨润土泥浆固结体的渗透系数明显降低。     

改性土-膨润土竖向隔离墙材料的压缩及渗透特性试验研究

膨润土系竖向隔离墙作为阻滞污染物的工程屏障有效且经济。采用沸石改性传统的土-膨润土竖向隔离墙存在抗腐蚀性弱等耐久性不足的同时,必须考虑其压缩、渗透等工程性质的变化。通过一维压缩固结试验,研究了不同沸石及膨润土掺量下膨润土系隔离墙材料的压缩固结和渗透特性。引入评价天然重塑黏土的压缩、渗透特性的归一化孔隙比e/eL和评价天然重塑黏土固有压缩特性的孔隙指数Iv两种归一化评价体系,进一步探讨了添加沸石改性前后膨润土系竖向隔离墙混合土的压缩和渗透特性。     

锦屏一级高拱坝坝基加固效果分析

锦屏一级高拱坝复杂的坝址地质条件使基础加固处理工程巨大,主要包括左岸混凝土垫座置换、左岸传力硐、左岸f5、f8、煌斑岩脉混凝土网格置换,右岸f13、f14断层混凝土网格置换。采用非线性有限元分析方法,对坝基加固后锦屏一级水电站坝体在多种工况下的的应力、变形特性进行了计算分析,给出了坝体蓄水期的应力、位移分布及超载、降强对位移的影响结果,并与无垫座方案的相关数据进行对比,表明加固后坝体蓄水期总体变形规律明显改善,坝踵拉应力减小,坝体与坝基安全储备能力提高,满足设计要求;在应力、变形方面肯定了大规模加固措施的必要性。     

基于随机有限元的堤防渗透失稳概率分析

基于随机有限元理论进行了堤防渗透失稳概率分析,探讨了渗透系数变异性、洪水位变化、堤防几何尺寸变化对渗透失稳概率的影响。结果表明,随着渗透变异系数的增加,渗透失稳概率基本呈线性增长,当变异系数增大到一定程度时渗透失稳概率保持不变,随后略有下降;随着汛期水位的升高,堤防渗透失稳的概率不断变大;渗透失稳概率随着堤防坡度变陡而不断地增加,尤其是在堤防坡比大于1：2.5时,其渗透失稳概率增加得非常快。     

强夯施工振动对海工防渗墙影响试验及安全监控

结合某核电站地基加固工程,在强夯试验期间运用多种原位测试方法,对不同能级强夯下防渗墙的振动强度以及防渗墙的安全状态进行了实时监控。基于试验结果,分析了各能级强夯振动对邻近的海工防渗墙抗渗性能和各段间搭接面完整性的影响;结合现场条件,提出了防渗墙的振动速度控制标准,并用于指导正式强夯期间的施工。长期监测结果表明,采用的监控方案合理可行、原位测试方法准确可靠,为类似工程的强夯振动安全性评价提供了重要参考。     

长江重要堤防防渗与垂直防渗墙技术

历来长江中下游堤防洪水险情不断，堤基渗漏、堤身隐患、河岩崩塌是三大主要险情，而堤基渗漏尤其突出。本文阐述了堤基渗漏的地下渗流场，依渗流规律制定渗流控制措施，同时结合实际叙述了垂直防渗的主要措施－垂直防渗墙技术的多种工法。