收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

深厚覆盖层坝基中弱透水层对渗流场与应力场的影响研究

王正成  
【摘要】:深厚覆盖层地基常出现在我国西南、西北地区,随着水电事业的快速发展,许多水利工程被迫建立在深厚覆盖层地基上。深厚覆盖层坝基的防渗工程具有施工难度大、施工工期长和工程量大等一系列难题,都亟待解决。深厚覆盖层坝基中往往存在弱透水层,如达嘎水电站、金沙江上江坝和硬梁包水电站等。弱透水层往往既是隔水层又是软弱夹层,是利用其作为渗流控制依托层,还是不考虑其防渗作用,关系到防渗工程的成本和进度等。流固耦合能较真实地反映出弱透水层对坝基渗流场和应力场的影响,本文以比奥固结理论为基础,结合土体非线性流变理论,着重考虑土体力学和水力参数的相互作用关系,借助ADINA和GeoStudio进行双场耦合求解,分析深厚覆盖层坝基中弱透水层对土石坝渗流场和应力场的影响,以及自身应力应变特性。并针对上江坝进行建模计算,探讨该工程深厚覆盖层坝基中的弱透水层能否作为防渗依托层。此外,通过砂槽试验分析弱透水层对双场的影响,从而验证数值模拟计算的精确性。分析得出以下主要结论:(1)防渗墙和坝基中弱透水层共同使用能形成联合防渗体,该联合防渗体系能提高垂直防渗墙的控渗效果,且半封闭式防渗墙的控渗效果优于悬挂式防渗墙。(2)二元结构深厚覆盖层上土石坝垂直防渗墙的最优深度为防渗墙嵌入弱透水层2~3 m时对应的深度;当防渗墙将要嵌入弱透水层时,防渗墙底部渗透坡降急剧上升,出现极大值,工程应用中应引起足够重视。(3)坝基不采用垂直防渗体防渗时,弱透水层所处的位置越靠近表层,其抑制坝基坡降、降低渗流量的效果越显著;弱透水层所处的位置离建基面越远,对大坝的防渗越不利。(4)若在坝基中设置垂直防渗墙,埋藏较深的弱透水层与防渗墙形成的半封闭式联合防渗体系,相比位置较浅的半封闭式联合防渗体系,抑制坝基出逸坡降和降低渗流量的效果更好。(5)弱透水层与防渗墙能形成联合防渗体系,能发挥显著的隔水作用。弱透水层以下岩组的主应力应变值降低,但弱透水层上部岩层和防渗墙的主应力应变值均会有所增大。(6)上江坝工程实例中,经半封闭式联合防渗体系降低后的渗流量及出逸坡降皆在允许范围内,且弱透水层自身应力应变均小于其允许值,防渗墙深度相比全封闭式防渗墙减小近60 m,若方案能给与采用,可大大减小工程量。因此,坝基内部若存在弱透水层应该给予足够的重视,科学论证后若能加以利用,能做到事半功倍。此研究成果能为类似工程提供一定的理论参考及建议,从而减小工程量。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前15条
1 ;透水—弱透水层的渗流分析[J];勘察技术;1979年06期
2 张建伟,王艳秋,张洪斌;水分及污染质在弱透水层的饱和粘性土层中渗透与浓度变化规律研究[J];吉林水利;2003年09期
3 宋爽;李绪谦;冷菁;于光;代晓娟;;弱透水层中有机污染物(菲)的衰减研究[J];水文地质工程地质;2011年04期
4 卫中丁;;弱透水层渗透性的评价[J];勘察技术;1979年06期
5 王翠英,冯晓腊,王继伟;二元结构中弱透水层基坑降水的水文地质特性[J];人民长江;2004年09期
6 武强;谢海澜;赵增敏;李娟;金晓丽;;弱透水层变形机理的研究[J];北京科技大学学报;2006年03期
7 许传福;;弱透水层饱和粘性土中水分渗透规律研究[J];吉林地质;2008年01期
8 崔莉红;成建梅;路万里;李敏敏;;弱透水层低速非达西流咸水下移过程的模拟研究[J];水利学报;2014年07期
9 杜新强;常翠;冶雪艳;;地下水流三维数值模拟中弱透水层初始水位的推求方法分析[J];黑龙江水专学报;2008年04期
10 叶淑君,薛禹群;应用沉降和水位数据计算上海地区弱透水层的参数[J];岩土力学;2005年02期
11 李绪谦;谢雪;李红艳;朱雅宁;朴明月;;pH值对弱透水层中硝酸盐迁移转化的影响[J];水资源保护;2011年01期
12 邱昕;应用Cokriging空间插值技术协同生成弱透水层流场[J];国土与自然资源研究;2002年02期
13 张必辉;;封闭仓式反循环捞砂洗法[J];地下水;1991年04期
14 李绪谦;朱雅宁;于光;谢雪;宋爽;;pH值影响下NH_4~+-N在弱透水层迁移转化的实验研究[J];水资源保护;2011年04期
15 邵昆三;;在时间中值时描述越流含水层的近似微分方程[J];勘察技术;1979年06期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 武强;谢海澜;;不同埋深弱透水层固结模型研究[A];全国控制地面沉降学术研讨会论文集[C];2005年
2 左文喆;徐叶净;王英;李明彦;;扰动黏性土膜效应的实验研究[A];全国苦咸水淡化技术研讨会论文集[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王莹;粘性土弱透水层压缩释水与越流机理研究[D];中国地质大学(北京);2016年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 李忠平;氟在肇源县弱透水层中的迁移规律研究[D];吉林大学;2016年
2 王正成;深厚覆盖层坝基中弱透水层对渗流场与应力场的影响研究[D];石河子大学;2017年
3 谢雪;弱透水层硝酸盐迁移转化影响因素的研究[D];吉林大学;2011年
4 王远;考虑下面弱透水层越流及弹性储水的向滨海无限延伸的含水层系统的水头波动[D];辽宁师范大学;2008年
5 宋爽;多环芳烃(菲)在弱透水层中越流迁移及衰减规律研究[D];吉林大学;2011年
6 刘洋;基底减压抗浮技术有限元分析[D];南京工业大学;2013年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978