土石坝渗流问题研究综述
4(2)土石坝(:渗流分析)

渗流分析过程及结果
分析方法
计算模型
采用数值计算方法进行渗流分析,包括有限 元法、有限差分法等
根据实际工程地质条件,建立计算模型,包 括坝体、坝基、库岸等
分析参数
分析结果
根据工程实际情况,确定渗流参数,如渗透 系数、孔隙率等
根据计算分析,得出渗流场分布、渗透流量 及坝体浸润线等结果
渗流分析及解决方案
边界元法
利用数值计算方法对计算区域 的边界进行求解,得出浸润线
和渗透流量等成果。
物理模型试验方法
缩尺模型法
根据相似原理,将实际工程缩尺成模型进行试验,以得出浸润线和渗透流量 等成果。
离心模型法
利用离心机进行模型试验,以得出浸润线和渗透流量等成果。
经验公式法
查图表法
根据工程地质和水文地质条件,查用图表或经验公式进行计算。
的可行性和实用性。
研究还发现,土石坝渗流场的分布与 诸多因素有关,如坝体材料、结构形 式、运行水位、地质条件等,这些因 素需要在进行土石坝设计和运行时给
予充分考虑。
土石坝渗流分析的不足与挑战
尽管本次研究取得了一定的成果,但仍存在一些不足之处 。例如,数学模型仅考虑了理想情况下的渗流场分布,实 际应用中还需对复杂的地质条件和施工条件进行深入研究 。
4(2)土石坝渗流分析
xx年xx月xx日
contents
目录
• 引言 • 土石坝概述 • 渗流基本理论 • 土石坝渗流分析方法 • 工程实例 • 结论与展望
01
引言
工程项目背景
该工程项目属于国家重大水利工程,位于某流域,旨ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ提高 该地区的防洪能力,改善水资源利用状况,促进当地经济发 展。
该工程项目的建设规模较大,涉及多个建筑物和设施,其中 最为核心的是土石坝。
土石坝渗流问题与防渗加固措施研究进展

土石坝渗流问题与防渗加固措施研究进展摘要:近年来,由于早期修建的水库逐步步入“老龄化”,特别是早期修建的各类中、小型水库,水利工程结构的安全问题日益突显,给水利水电工程结构的安全运行带来严峻挑战,是当前的研究热点和难点。
据不完全统计,我国病险水库总量约有6.02万座,数量庞大,这些水库在我国国民经济和社会的发展中扮演了举足轻重的角色。
在众多水利工程结构中,大坝坝体作为最重要的挡水建筑物,对大坝下游的防洪保安起着非常重要的作用。
在当前病险水库安全鉴定中,合理评估不同运行工况大坝坝体的渗流稳定显得尤为重要。
关键词:土石坝;渗流;防渗加固措施引言在水利工程建设过程中,土石坝是常见的坝型,对于水库工程发挥着至关重要的作用,防渗施工技术对于工程整体建设的质量与水平起到了决定性作用,尤其与工程使用年限直接相关。
在此情况下,相关单位应该立足于土石坝施工的防渗技术要求,加强相关管理工作,不断创新与完善施工工艺,进而为水利工程建设效果提供充分保障。
1概述对于水利工程项目而言,土石坝是在利用当地土石原料的基础上,对其做进一步的抛填与碾压堆筑等处理而成的。
其优势主要体现在:结构简单、原料可就近获取、施工简便、造价低廉,对于施工建设区域的水文与地质条件等要求较低。
而土石坝也有一个较大的缺陷,就是比较容易产生渗漏,一旦发生渗漏现象,如果不及时采取合理有效的处理措施,则可能会影响大坝坝体稳定,甚至发生溃坝,严重威胁人们的生命财产安全。
2土石坝渗流问题研究2.1筑坝材料渗透性能研究筑坝材料的性质是影响土石坝坝体渗流的重要因素,对筑坝材料各种性质的研究是土石坝渗流分析的重要部分,国内外学者一般通过实验的方式研究土石坝筑坝材料的各项性质。
当粗粒料较多时,粗粒形成骨架,细颗粒充填其中,堆石料的渗透破坏性质取决于粗颗粒的特征;当细颗粒达到一定含量时,将与粗颗粒共同参与骨架作用,粗细颗粒共同作用影响堆石料的渗透破坏性质;当粗粒含量较少时,粗颗粒悬浮在细颗粒中,土的渗透稳定性类似于细粒料。
土石坝渗流分析及控制措施综述

《 湖南水利水电) 2 0 1 3 年第 5 期
综述
【 摘 要】 由于渗 流破坏 而造成土石坝失事的r L 4  ̄ l , 占到 3 5 % 左右 , 在土石坝设计 中进行渗流分析
是有效降低土石坝渗漏破坏 、 布设防渗措施 的重要方面。 从研 究土石坝渗流分析方法的演 变过程入
手, 文 章 分析 了土 石 坝 的 渗 流破 坏 形 式 , 综 合 国 内外 相 关 经验 , 阐述 了土 石 坝 渗 流控 制 的一 些 措 施
提高 。
经典 渗 流理论 和有 限元方 法结 合直接 对稳 定流 及非
从2 O世 纪 4 O年 代 开始 , 电子计 算 机 技 术 的飞 稳 定流 进行求 解 ,可 以处理各 种非 均质 土层 分布 及 速 发展 带动渗 流分 析方 法产生 了新 的飞跃 。利 用计 复 杂坝 体情况 。
提 出了有 限单元法 的基 本思想 。 2 0世纪 6 0年 代 , 美
国学者 C I o u g h和 Wo o d w a r d率 先利用 有 限单元 法来
者开 始进行 土石 坝 的设 计 和监 控 ,对土 石坝 的渗 流 进 行 土坝渗 流分 析[ 4 1 , 有 限单 元法 正式 在工 程领域 得 研 究应 运而 生 。最 早研 究土 石坝 渗流 的方法 主要是 到应用 。 2 0世纪 7 0年代 , 加拿 大学者C h a p u i s R .P的
浅谈水库工程土石坝施工中的渗流问题与解决对策

浅谈水库工程土石坝施工中的渗流问题与解决对策文章结合土石坝施工的实际工作经验,对工程中存在的渗流问题进行探讨,提出相应的解决对策,以此来保证工程质量。
标签:土石坝渗流水库工程土石坝是历史最为悠久的一种坝型,目前仍然被广泛应用,发展的态势也是最快的。
我国土石坝数量占到大坝总数的93%,优势非常明显。
土石坝很依赖当地的资源,就地取材,充分利用当地材料,例如土料、石料和混合料,通过抛填、碾压等方式筑成大坝。
关于土石坝的分类,主要有以下几种:土石坝按照材料可以分为土坝、堆石坝以及土石混合坝。
土石坝按照施工方法的不同可以分为碾压式、充填式、水中填土坝以及定向爆破堆石坝等。
土石坝具有节约运输成本、结构简单便于改造、适应变形的良好性能、施工工序较少等优点。
但是土石坝还具有坝身一般不能溢流、填筑粘性土料受气候影响大以及施工导流不如混凝土坝方便等缺点。
由于土石坝施工建设的最大危害就是渗流,因此,在土石坝工程建设的时候首先应当考虑如何控制以及预防渗流的问题。
土石坝是由土料和砂砾组成的,这些材料组成了的散粒体结构从而存在大量的孔隙,这就造成了土石坝本身具有一定的透水性。
当水库蓄水后就形成了一定的水压力,水就会在水压力的作用下顺着孔隙渗向下游,从而导致坝身、坝基还有绕坝的渗漏。
能够控制在一定范圍之内的正常渗流是不会对大坝产生破坏力的,但是异常的渗流就具有一定的渗透破坏能力。
溃坝是渗透对大坝造成的最直接也是最严重的后果。
因此,确保土石坝安全的一项重要的措施就是将坝体以及坝基的渗流控制在正常范围内。
渗流基础理论的实施措施就是渗流的控制技术,通常的渗流控制技术包括:反滤坝、灌浆、坝体和坝基的密度加固、土工合成材料加固、土石坝坝体灌注粘土浆加固、土石坝坝坡滑动破坏加固以及防渗墙、坝体坝基加固技术等。
产生异常渗流的原因如下:第一,由于层间系数过大、施工时存在错断混层现象以及填土不密实等原因造成反滤层被破坏而失效。
如果前面所讲的防渗体破裂或出现渗漏通道时,只要反滤层仍旧工作正常,仍旧不会造成渗漏破坏的进一步扩大。
土石坝的静力分析-渗流

定律
水 力 坡 降 1.5 1.0 达西定律 0.5 00 0.5 1.0 1.5 2.0
Re =
v d10 = 1 ~ 10 ν
2.0 2.5 (m/h) v
v v
i
i0
i
i
达西定律的适用范围
设水头函数为: H = z + 则对各向异性介质有:
p γ
(4)
H H H k xy k xz x y z H H H v y = k yx k yy k yz x y z H H H v z = k zx k zy k zz x y z v x = k xx
土石坝的静力分析
岩土工程研究所 张丙印
一,综述 土石坝静力分析的内容 二,土石坝的渗流分析 达西定律 渗流的运动方程 渗流计算的有限元方法 边界条件的处理 三,岩土材料的本构模型 岩土材料变形的本质和特点 非线性弹性模型 弹塑性模型简介 四,土石坝的非线性变形分析 非线性数值方法 接触面单元 土体非线性分析中的几个问题
H H H H H H + 2 k xy + 2 k yz + 2 k zx x y y z z x Q H} dx dy dz + ∫∫ v n H ds
2
(14)
其中,函数H(x,y,z)在边界1上应满足h = h0(x,y,z).
在二维的情况下有:
2 H 1 H I( H ) = ∫∫ k xx + k yy y 2 x S 2
渗流的运动方程和边界条件
A
x S
小球到达P点时, 失去的势能 y = f(x) 获得的动能 mgy 1 m v2 2
y
P v B(xB,yB)
1 m v2 2
水利工程中土石坝施工渗流及质量控制措施的探讨

水利工程中土石坝施工渗流及质量控制措施的探讨前言土石坝既然作为一种最常见的水利工程,肯定具备着其它水利工程所不具备的优点。
下文就对我国的土石坝工程的现状和存在的质量问题进行了分析。
1.土石坝的种类和特点土石坝凭借着自身的优势,是我国目前水利工程中应用范围最广泛,应用数量最多的项目工程。
由于土石坝的施工材料便于获取,主要用到的材料是土、石头、土石混合物等。
這些材料都是可以随地取材的,所以,相比其它的坝型,土石坝的取材更加方便、容易获得。
1.1土石坝的特点前面已经提到,土石坝的施工材料都是一些常见的材料,取材极其方便,因此相比于其的它坝型,土石坝更加节约钢材、木材和水泥等建筑材料。
它主要用到的材料是土和石头,都是常见的材料,就地取材的优势,使得土石坝的施工大大节省了施工材料,投入的成本也大大减少了。
另外,由于土石坝的材料来源随处可以获得,因此不需要投入太多的运输成本,不需要远途运材,这样就节省了材料运输上的投入。
此外,土石坝由于建筑时的结构简单且维修起来也很容易,因此在一些高建筑或者扩建上,施工的程序少,要求也不高,所需的机械设备也是一些常见的设备。
所以更容易投入使用。
土石坝还有一个特点,就是它不同于其它的坝型,对地基的要求并不是很高,再加上土和石头自身本来就是一些散体的颗粒,所以它的适应性和变形性能都很高。
虽然,土石坝有着很多的优点,但是还是存在着一些不足。
如坝身没有更好的溢流功能;不及混泥土土坝的导流性能;一旦遇上雨季,就不便于填筑工程的施行。
1.2土石坝的种类土石坝的种类十分丰富,根据不同的分类标准可以分成不同的类型。
主要有以下的分类:根据组成材料可以分为:土坝、石坝和土石混合坝。
一是土坝,它的的坝体是用土料石和砂砾为主的材料作为建筑材料的;二是石坝,它的建筑材料主要是利用石渣、爆破石和卵石作为建筑材料的。
三是土石坝,指的就是将两种材料按照一定的比例混合后构建的坝体。
土石坝根据施工方法的不同又可以分为碾压式土石坝、冲填式土石坝、水中填土坝等不同类型的坝型。
土石坝的流固耦合渗流研究综述
土石坝的流固耦合渗流研究综述流固耦合仍是目前很多领域研究的热点和难点,文章根据前人的研究,对土石坝流固耦合渗流的原理、基本方程、分析方法及研究进展进行总结,并对流固耦合渗流问题的未来发展前景作了展望。
标签:渗流;流固耦合;耦合分析;有限元;数学模型引言土石坝是由土料、石料或混合料经抛填碾压填筑而成的挡水坝,其自身有显著的内部孔隙,从渗流特性来说,属于多孔介质。
大坝在挡水过程中,上下游形成水头差,在水头差的作用下,坝体会形成稳定的或不稳定的渗流场。
由此可知,研究土石坝首先要考虑渗流对其的影响。
目前,土石坝渗流的计算研究方法日趋成熟。
从理论上来讲,求解土石坝渗流的基本方程、渗流场水头分布以及渗流量和渗流水力坡降一般要在已知初始条件和边界条件下才能求解[1]。
常用的渗流计算方法有流体力学解法、水力学解法、图解法等近似计算方法。
应用较为成熟的是水力学解法,其基本要点是达西定律和杜布依假定。
近代计算机的发展和应用,使得数值计算方法(限差分法、有限单元法、边界元法等)在渗流分析计算中得到广泛的应用和完善,同时,有了计算机为依托,土石坝渗流可通过软件编写程序在计算机上模拟出来。
土石坝渗流的分析中,人们大多是将渗流场与应力场分开进行的。
近些年来,学者们通过研究及对工程实例的分析,得出坝体中的渗流和应力之间是相互耦合的,渗流场或是应力场单方面的考虑都不能切实客观的反映实际渗流和应力的状态。
李宗坤[2]、苗丽[3](2009,2011)等利用有限元分析软件ABAQUS对土石坝进行流固耦合分析,其结果表明了坝体中的流固耦合作用不容忽视,考虑渗流与应力耦合作用将对土石坝的稳定性有着至关重要的影响。
1 概述1.1 土石坝渗流流固耦合原理土石坝渗流场和应力场之间是相互作用及相互影响的。
一方面,渗流体积力和渗透压力随着渗流场的改变而改变,同时使作用在坝体的外荷载发生变化,从而改变了坝体应力场的分布;另一方面,体积应变随着应力场的改变而改变,同时使坝体各部位的孔隙率发生变化,渗透系数也随之变化,从而改变坝体渗流场的分布。
土石坝渗流分析范文
土石坝渗流分析范文土石坝是一种以土石材料为主要构建材料的坝体结构。
在水库工程中,土石坝是常见且重要的一种坝型。
为了确保土石坝的安全运行,需要对其渗流特性进行研究和分析。
本文将介绍土石坝的渗流分析方法和关键因素,并提出一些改进建议。
渗流是流体通过孔隙介质的过程,土石坝的渗流问题是指水从坝底或坝体渗透、穿透到坝体下游的行为。
对这种渗流行为进行分析,可以帮助我们了解土石坝内部水流的路径、速度和压力变化等重要参数,从而为工程设计提供依据。
需要注意的是,土石坝的渗流行为与坝体的材料性质、坝体结构、坝中水流条件以及渗透压力等多个因素有关。
因此,在进行渗流分析时需要考虑以下几个关键因素:1.材料性质:土石坝的渗透性主要取决于其材料的孔隙性质和渗透系数。
通常情况下,通过实验测定的材料渗透系数可用于渗流模型分析。
2.坝体结构:土石坝的结构类型可以分为心墙坝、重力坝和填料坝等。
不同结构类型的渗流行为有所不同。
在渗流分析中需要对坝体结构进行合理的几何划分和边界条件设定。
3.坝中水流条件:坝中水流条件是指坝体内部的水流强度和流动路径。
一般来说,坝底渗流和坝体侧面渗流是土石坝内渗流的两个重要方面。
基于以上关键因素,我们可以采用一些常见的渗流分析方法进行土石坝的渗流分析。
其中,渗流模型和数值模拟是两种常用的方法。
渗流模型是一种基于物理实验的方法,通过构建一个与土石坝实际情况相似的实验模型,来观察和分析渗流行为。
这种方法可以控制实验条件、减小模型尺寸和保持模型的相似比,从而提供直观的渗流过程和参数变化。
但是,渗流模型方法的缺点是成本较高且实验周期较长。
数值模拟方法是一种基于计算机软件的数值计算方法,通过建立数值模型和模拟土石坝渗流过程来研究和分析渗流行为。
这种方法可以模拟复杂的物理现象,通过不同的数值模型和参数设定,准确的预测渗流过程和关键参数变化。
这种方法的优点是计算速度快且成本低廉,可以方便地进行不同条件下的敏感性分析和优化设计。
土石坝渗流研究综述
土石坝渗流研究综述土石坝是一种常见的人工堆石坝,它的功能主要是防洪和储水。
然而,在长期使用过程中,土石坝常常会发生渗流问题,严重的情况下可能导致坝体破坏或坝体水浸。
因此,对土石坝的渗流特性进行研究非常重要。
本文将综述土石坝渗流研究的现状和进展。
目前,关于土石坝渗流的研究主要集中在两个方面:一是渗透系数和渗流规律的实验研究,二是渗流模型的建立和数值模拟。
在实验研究方面,许多学者通过大量的室内试验和现场试验,测量土石坝的渗透系数和渗流规律。
他们发现,土石坝的渗透系数与其孔隙度、孔隙水压力以及土砂颗粒性质有关。
此外,渗透系数还受到土体压实程度和孔隙度的非均匀性等因素的影响。
不同渗透系数的土石坝在抗渗性能方面存在差异,可供工程设计参考。
此外,一些学者还通过试验研究渗流规律。
他们发现,土石坝内的渗流流速随着水头的增加而增大,且存在一个渗流平衡线,当水头达到一定值时,渗流速度趋于稳定。
此外,土石坝渗流速度的分布也存在一定规律,常常呈现出由上到下递增的趋势。
在数值模拟方面,许多学者建立了土石坝渗流模型,并通过数值模拟分析了渗流规律和渗流特性。
他们发现,在土石坝的渗流过程中,渗透线的位置和渗流速度受到土体本身的性质以及渗流条件的限制。
而且,渗流过程中孔隙水压力和孔隙度的变化也会对渗流速度产生影响。
通过数值模拟,可以研究不同参数对渗流的影响,并优化土石坝的防渗结构。
总的来说,土石坝渗流研究已经取得了一定的进展,但仍然存在一些问题亟待解决。
首先,在实验研究方面,需要进一步探究渗透系数和渗流规律与土体性质之间的关系,并开展更多的室内试验和现场试验。
其次,在数值模拟方面,需要精确建立土石坝渗流模型,并加强对各种参数的敏感性分析。
最后,还需要对土石坝的渗透层、排水系统以及冷却系统等领域进行研究,以提高土石坝的防渗能力和使用寿命。
综上所述,土石坝渗流研究是一个复杂而重要的课题,对于保障土石坝的安全运行至关重要。
通过实验研究和数值模拟,可以深入理解土石坝的渗流特性,并为工程设计提供科学依据。
土石坝工程坝体防渗技术综述
土石坝工程坝体防渗技术综述在土石坝工程中,防渗技术一直被认为是最为关键的技术之一,但是在我国的土石坝工程中,时常会出现防洪标准过低,施工质量较差的问题,造成防渗体系的破坏,最终发生水库失事问题。
在文章中,就将对土石坝坝体的防渗漏技术体系进行介绍,从而为我国土石坝工程的施工提供参考。
标签:土石坝工程;坝体;防渗技术1 概述从我国全国范围来看,已经建成或者在建的水库主要就是使用土石坝,而水库的质量与安全将关系着整个城市的防洪、发电、供水以及水产养殖等多方面的效益。
但是通过报道与数据调查可以了解到我国在二十世纪六十年代时期建设的水库,在土石坝的质量以及防渗方面都是非常落后的,对人民的生命财产安全以及国家的发展产生了直接的影响。
但是随着我国科学技术的不断发展,在土石坝防渗技术方面取得了显著的发展。
接下来的内容中就将对我国土石坝工程中所使用的防渗技术进行总结。
2 土石坝坝体防渗技术2.1 劈裂灌溉防渗技术所谓劈裂防渗技术就是在土石坝施工过程中,使用一定的压力间将坝体沿着轴线小主应力进行劈开,在劈开的缝隙中灌溉泥浆,从而形成一个十公分左右厚的连续泥墙。
在灌溉泥浆的同时,泥浆对坝体起到了一定的湿化作用,从而使坝体发生沉陷,提高坝体的密实程度。
通过劈裂灌浆技术的应用,不仅仅使得土石坝的防渗效果得到提高,同时也对坝体进行了加固。
作为一种有效的防渗技术,劈裂灌溉技术的应用也是非常简便的,能够就地取材,施工过程较为简便,施工成本小,所以成为了土石坝工程施工中最为常用的防渗技术。
在劈裂防渗技术推广的最初,技术规范要求土石坝为五十米以下的均质坝以及宽心墙坝,施工过程中也需要在低水位的时候进行。
但是随着该技术的不断优化与改善,施工规范与施工环境也得到了提高,现在在超过五十米的坝体中也能够进行应用,同时也实现了高水位的施工,在对坝体进行劈裂的基础上,也能够对坝基进行劈裂灌溉。
并且应用该技术的土石坝不仅仅局限于均质坝与宽心墙坝,在沙坝、湿陷性黄土宽顶坝以及其他心墙坝中都能够进行施工。
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土石坝渗流问题研究综述
渗流问题是土石坝安全的关键。
自土石坝出世以来,其渗流问题日益显现,人们对其关注和研究也越来越多。
本文论述了当今世界土石坝渗流研究和渗流控制理论的发展历程,并提出了渗流的控制措施,从渗流研究的理论方法、渗流控制手段等方面对我国土石坝渗流理论和技术的发展方向予以展望,对土石坝渗流问题进行总结并综述。
标签:土石坝;渗流分析;渗流破坏;渗流控制
“哪里有土石坝哪里就有渗流”,渗流问题是土石坝安全的关键。
渗流力学伴随着土石坝设计及其监控理论的发展来,土石坝的发展史也就是渗流理论和渗流控制理论的发展史。
对于水利水电工程中最广泛的水库、坝堤等的安全问题,渗流破坏更为突出,在国内外的土石坝失事原因事例调查中占45%左右。
大坝和堤防的防洪、灌溉、发电、供水、航运、旅游和改善生态等综合效益巨大,是我国社会经济的重要基础设施和全国防洪保安工程体系的重要组成部分。
这些工程的安危与效益的兴衰,很大程度上依赖于水工渗流控制理论和技术及其应用的效果。
1、概述
土石坝是最普遍采用的一种坝型,截止目前,我国已建成各类水库83809座,其中坝型为土石坝的水库有83000余座这些水库在防洪、灌溉发电、城市供水、水产养殖及旅游诸方面发挥了巨大作用。
但我国大部分土坝是在建国后的第一个五年计划(1953-1957年)和第二个五年计划(1958-1962年)大跃进时期以及十年“文革”期间修建,这些工程都是在“三边”(边勘测、边设计、边施工)工作方式下进行并完成吮特别是小型水库,更是在“四不清”(来水量、流域面积、库容、基础的地质情况均未调查清楚)就动工修建不少的工程虽然完成,但工程质量很差,“后遗症”很多,经过了近40年的运行,造成了大批的病险水库,其中水库渗漏问题最为严重据1981年的统计资料,241座大型水库发生的1000次事故中,由于渗流破坏而造成事故占总事故数的32%;从2391座水库失事分析,由于渗流、渗透破坏从而造成土坝垮塌的占29%。
因此,对土石坝渗流稳定的研究显得刻不容缓。
2、土石坝渗流原因
由于填筑土石坝的土料和坝基的砂砾是散粒体结构,颗粒间存在大量的孔隙,都具有一定的透水性,水库蓄水后,在水压力的作用下,水流必然会沿着坝身土料、坝基土体、坝端两岸地基中的孔隙渗向下游,造成坝身、坝基和绕壩的渗漏。
若渗流在设计控制之下,大坝任何部位的土体都不会产生渗透破坏,则为正常渗流,渗流量在规范许可的范围内,表现为稳定的渗流状态,一般不会对坝体造成较大的危害,此时渗流量一般较小,水质清澈透明,不含土壤颗粒。
若渗流过大,且集中,水质混浊,则坝体或坝基产生了管涌、流土或接触冲刷等渗透
破坏,这种影响水库蓄水兴利的渗流则为异常渗流。
该种情况通常发生在水库水位骤降时,为非稳定渗流
土石坝渗漏就其渗漏部位而言,可以分成以下几个类型:一是坝体渗漏:浸润线从坝坡逸出;下游坝面出现集中渗漏;防渗墙或粘土心墙的渗漏;坝体裂缝渗漏;二是坝后地面渗漏:土石坝背坡坝后地面出现砂沸、泉涌、管涌或沼泽化是经常遇到的渗漏现象,其成因与地层的构造及未能采取有效的控制措施有关。
3、土石坝渗流分析方法的演变过程
1856年,法国工程师达西(H . Darcy)通过试验提出了土中渗流基本理论,为土石坝渗透理论的发展奠定了基础。
达西理论的出现,使土石坝设计在20世纪的前半个世纪中在设计理论方而出现了六大突破。
这充分表明了渗流问题的研究在土石坝建设中的重要地位。
土坝渗流计算方法可以概括为流体力学解法和水利学解法两类。
流体力学解法是一种严格的解析法,它在满足定解条件下求解渗流基本方程,然后得到解的解析表达式。
水力学解法是一种近似的解析法,它基于对土坝渗流做某些假定及对局部急变渗流区段应用流体力学解析解的某些成果而求得渗流问题的解答。
因此,它并不适用于渗流基本方程的求解。
4、土石坝渗流破坏的主要形式
4.1坝体渗漏
土石坝产生坝体渗漏的表现形式有两种:
(1)在下游坝而出现渗水或散渗。
(2)在下游坝而出现集中渗漏。
渗水或散渗的产生是由于坝体渗透水量超过了允许范围或渗流溢出点太高,这种情况会导致下游坝而产生沼泽化,坝体浸润而抬高,坝坡土体的抗剪强度减小,坝体产生滑坡或滑塌的可能性大大增加。
集中渗漏的产生是由于在坝体内有裂缝等薄弱层的存在,导致水库蓄水后在坝体内形成渗漏通道。
施工时坝体分层碾压不充分,将比较容易导致坝体裂缝的产生。
4.2坝基渗漏
土石坝勘测时若遇坝基地质条件不佳,设计和施工时应采取必要的工程处理措施,如清基、换填、灌浆等。
若设计、施工处理不当,清基不彻底或未采取必要的防渗措施,水库蓄水后,土石坝坝后地而及坝基容易产生膨胀、断裂和泡泉等渗漏现象,严重影响坝体的稳定性。
4.3绕坝渗漏
绕坝渗漏和坝基渗漏一样,也与地质条件有关。
坝肩山体地质条件不佳,存在裂隙、断层或溶洞、坝岸接头处理措施不当等,均可能导致绕坝渗漏。
绕坝渗漏即会影响坝肩山体的安全,同时也会对坝基和坝体产生连带影响。
5、结束语
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的方向发展,这不仅使得工程的造价大幅下降,也使工程的安全性大幅的提高。
坝体的防渗体的断而形式由原来的宽厚、臃肿变得小巧、精致,这不仅大大的减小了工程量,同时对施工质量的提高也有所改善。
由于土石坝的结构简单、施工方便、适应变形能力高、应用管理方便等诸多优点,土石坝的发展将会有更广阔的前景。
随之,渗流的控制理论和措施也会有更大的发展。
保证建筑物及地基的渗透稳定以保安全是首要问题,对绝大部分工程而言,安全控制比渗流量控制更为重要。
参考文献:
[1]刘杰. 土石坝渗流控制理论的发展及实践[J]. 大坝与安全,2014(1):23-26.
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