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《长沙理工大学》 2010年
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小型土石坝防渗加固前后渗流及稳定分析

孔伟  
【摘要】: 土石坝坝坡稳定分析是水利工程中一个古老而重要的课题,它在发展过程中已经积累了大量的分析计算方法和工程技术经验。本论文首先总结了各种渗流稳定分析的方法,然后运用Geo-Slope软件的渗流分析与稳定分析模块分别对红旗水库主坝加固前后的渗流稳定进行了分析。具体工作如下: (1)总结了坝体渗流分析的各种方法,并综述了水力学法、实验法和有限单元法的基本理论、定解条件及各种方法之间的差异。 (2)总结了边坡稳定分析方法的发展过程,介绍了极限平衡法的理论基础和假定条件。 (3)本文研究了影响土石坝渗流的各种因素,引入饱和——非饱和渗流的基本方程,应用Geo-Slope软件对红旗水库主坝采用高压旋喷混凝土防渗墙加固前后的防渗效果进行了数值模拟。重点分析了防渗墙对渗流及坝体稳定的影响,探求渗流场在防渗墙不同渗透系数、不同缺陷位置、不同底高程以及上、下游不同水位下降速度下的变化规律。综合分析了坝体上游水位在稳定渗流以及非稳定渗流工况下,坝体上、下游边坡稳定安全系数的变化规律。 结果表明:上游库水位下降速度的快慢直接影响坝体内自由面的变化,库水位下降速度快时,坝体内自由面初期变化则快,库水位下降速度慢时,坝体内自由面变化则慢。不过随着时间的推移,不管是库水位下降速度快还是慢,最后自由面变化趋于稳定。 上游库水位下降速度对上游边坡稳定安全系数影响很大,库水位下降快,边坡稳定安全系数降幅大,水位下降慢,稳定安全系数降幅小。较快的库水位下降速度,即使是进行除险加固处理后的坝体,其边坡稳定安全系数最小值与规范要求的稳定值相差不大,仅偏安全,可见对除险加固后的水库工程控制其库水位的下降速度仍然是有必要的。 对已建水库进行防渗加固工程中,在本文设置的工况下,防渗墙墙体存在缺陷对防渗加固效果影响最大,其次是防渗墙体底高程,影响相对最小的是防渗墙体渗透系数。通过对算例较为深入细致的分析,对水位变化渗流场的分布以及由此引起的滑坡失稳的机理和规律有了进一步的认识。可为我国病险水库防渗加固及其水库运行调度提供参考,具有一定的理论意义和使用价值。
【学位授予单位】:长沙理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TV223.4

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