地下连续墙条件下基坑渗流场和应力场模拟分析

运用拉格朗日差分法,对采用地下连续墙的深基坑工程建立数值模型,分析了不同高度挡墙对渗流场、应力场的影响.计算结果表明:地下连续墙的高度超过基坑底部的深度时,坑角地下水渗流速度、土体竖直应力减小,墙体两侧水头差、土体水平应力增大;墙体高度进一步增加时,渗流速度、墙体两侧水头差、土体应力变化幅度逐渐减小,趋于稳定.同时计算结果还表明,地下连续墙发生断裂后,坑角断裂区域附近土体渗流速度、水平应力急剧变大,极易产生渗透破坏,说明墙体发生破坏时,渗透破坏的危险性甚至可能高于无挡墙的情况.     

水位涨落过程中海堤(土石坝)渗流分形分析

渗流问题一直是困扰水工建筑物健康发展的难题。随着建筑物使用年限的增长、运行环境的改变,渗流常常发生在堤防、土石坝中。利用有限元软件对不同水位下的海堤进行数值模拟,将分形理论应用于水位涨落过程渗流数据中,对相同单元节点处渗流产生的总水头H、渗流压力P以及渗流流速v曲线的盒维数进行分析,并通过Matlab编程计算出不同关系曲线对应的分形维数。结果表明:总水头分维D_H,渗流压力分维D_P以及渗流流速分维D_v随水位的变化而变化,且各分维值随水头变化明显与水位涨落成正比。采用分维值表示水位涨落过程中渗流因素是一种简洁、准确、科学可行的方法。     

水闸渗流稳定及应力应变分析

水闸渗流是水工结构中普遍的多功能建筑物,是干扰水闸结构稳定性的要素。水闸关闭后,将承载上下游水位差所造成的水平推力,促使稳定有可能向中下游位移;另外,鉴于上下游水位差的作用,水流会沿闸基向中下游渗透,绕过两岸连接的建筑物,造成渗透压力,尤其是对修建于土基上的闸基。鉴于土基抗渗性差,易于出现渗透变形,危害工程安全。本文利用渗流有限元法对水闸渗流问题开展了深入研究,并对水闸在分洪水位条件下的渗流及应力变形开展了剖析。最后得出通过上游54m的铺盖能够降低坝体在水流方向上的位移几率,可使水闸正常开启闭合,符合使用需求。     

单级省水船闸水级计算和影响因素探讨*

省水池水位高程及工作水头计算是省水船闸水级计算的重要内容,影响因素众多。推导建立了综合船闸总水头、上下游水位变化、省水池数量和面积、剩余水头等因素的单级省水船闸省水池水位和作用水头计算公式。根据公式分析了上下游水位变幅、省水池级数和省水池面积等对省水池水位高程和作用水头的影响。最后结合某60 m单级船闸,计算对比不同方案各级省水池水位和作用水头,提出了合理的水级划分方案。     

内河大水位差重力式码头库岸一体化模式分析

结合重庆奉节宝塔坪旅游码头工程的安全评估和加固方案研究．对库区大水位差码头的库岸稳定性进行了分析。分析中考虑土中水的渗流和土体的变形耦合，求出了在稳定渗流条件下库岸的浸润面．并计算出孔隙水压力。进而计算模拟了库岸的施工过程和水位陡降时库岸的安全系数发展规律。得到了内河大水位差重力式码头库岸破坏模式以及结构安全性指标。     

山区河流非溢洪船闸上闸门顶高程确定

对于山区河流上的中低水头渠化枢纽，采用枢纽上游校核高水位加超高确定的非溢洪船闸的上闸门顶高程明显偏高。对中低水头渠化枢纽的特点、开发任务、水库运行方式和枢纽的挡水时段进行分析，通过对不同因素下确定的高程对船闸使用及建设标准的影响分析，提出在确定山区河流中低水头渠化枢纽中非溢洪船闸上闸门顶高程时，宜合理降低基础水位；结合工程实例分析，采取工程附近城市的防洪标准中相应的水位是较为适宜的。     

不同水位条件下均质土坝渗流及稳定性分析

本文以上世纪修建的均质土坝白石冲水库大坝为研究对象,基于土体渗流的基本理论,结合水工分析系统软件,分析了不同水位条件下坝体内部的浸润线特征及稳定性,结果表明:大坝渗漏问题严重,坝体渗透变形类型为流土且不会产生渗透破坏;上游坝坡在各水位条件下趋于稳定,下游坝坡在正常蓄水位和允许最高水位条件下处于欠稳定状态。研究结果为大坝后期的除险加固提供了参考。     

大水位变幅下省水船闸水位分级研究*

省水船闸通过把总水头进行分级,减小每级工作水头,除节省船闸用水量外,还有利于解决高水头船闸的水力学问题,对我国西部山区河流船闸建设具有很好的适应性。在分析省水船闸运行原理的基础上,研究了理论省水率的计算方法及其随省水池级数、面积的变化规律,总结分析了影响省水船闸水位分级的主要因素。以广西右江百色水利枢纽通航船闸为依托工程,针对船闸上游水位变幅大、设计水头高、工程布置条件及运行方式复杂等特点,计算省水运行时剩余水头的变化规律。从运行水位、省水池级数和面积等方面,提出了省水池布置参数及大水位变幅下的省水船闸水位分级方式,进一步模拟计算不同运行方式下的船闸输水水力指标,论证了水位分级的科学性与合理性。     

考虑渗流影响的深基坑开挖模拟与监测分析

某专业化煤炭码头翻车机房圆形深基坑地下水位较高且临近办公楼,基坑开挖安全需着重考虑地质条件、地下水位及周边环境的影响;结合此基坑开挖监测实例,应用有限元软件模拟基坑分步开挖时渗流及近接建筑物对基坑稳定的影响,并利用仿真结果指导监测点位的布置及监测方案优化;仿真结果显示,考虑渗流作用时,土体内的有效应力值增加,基坑开挖时邻近建筑物地连墙顶部将产生22 mm侧向位移,距离地连墙10 m处产生59 mm沉降,土体孔隙水压力随施工进展逐渐消散;监测结果与计算结果差异较小,考虑渗流作用的有限元模拟能很好地对高水位基坑开挖进行仿真分析,建议在进行高水位深基坑变形计算时考虑渗流引起的有效应力的变化。     

船闸

利用厢形闸室水位变化以升降船舶的水运工程建筑物。它是通航建筑物的一种型式，用于克服航道中的集中水位落差，将船舶自一水位河段提升或下降至另一水位河段。船闸建于内河航道的水利枢纽中，为控制河口或港池口门外的潮差有时也需建船闸。     

低水头枢纽仿生态鱼道水流条件研究

采用正态1:20整体物理模型为主要研究手段,对低水头枢纽仿生态鱼道进行水力学试验研究。首先通过分析国内鱼道主要过鱼对象,确定了适合国内鱼道的设计流速,而后通过整体物理模型重点研究了枢纽上、下游不同水位差情况下,鱼道内沿程水位、比降及流速等水力要素变化,并对试验结果进行分析,逐步优化了鱼道进鱼口结构型式、鱼道底板高程、鱼道总长度、竖缝宽度及池室个数,得出了适合国内鱼类的低水头航电枢纽仿生态鱼道平面布置方案。     

软土地基进行塑料排水板堆载预压施工监测分析

以古雷填海造地工程软土地基处理为背景,对塑料排水板堆载预压处理软土地基过程中的地表沉降、孔隙水压力、深层位移等监测数据进行分析。研究结果表明:地表沉降具有明显的时空效应且位于监测中心区沉降值最大;孔隙水压、水位差与地表沉降密切相关,反应土体周围的沉降状态;深层水平位移变化速率与分层沉降密切相关,体现土体固结程度。     

潮汐对软基处理排水固结的影响

近海地区的地下水位会随着潮汐波动。通过对位于软基处理有效加固区和水位变动区的土体进行实地监测,研究水位变动对土体表层沉降、孔隙水压力和处理效果产生的影响。结果表明:处于水位变动区的土体孔隙水压力消散不完全,退潮引起水位下降,土体排出水分时会形成暗涌,掏走土体中的小颗粒,削弱土体稳定性和强度。因此,在相关工程中应考虑场地水位变化,可以在场地红线处推填形成围堰并布设黏土密封墙、打设钢板桩或在场地边缘和中间均匀布设降水井等,避免地下水位变动对工程质量造成影响。     

山区河道低水头航电枢纽的水力学问题研究

以汤坝航电枢纽为例分析山区河道上的低水头枢纽布置后在泄洪、消能和通航等方面存在的水力学问题,基于物理模型对航电枢纽布置中存在的底流消能率低、尾水渠水位壅高、通航水流条件差等水力学问题进行分析与优化改善,提出改变消力池形式及尺度、开挖整治河床、外扩隔流墙和壅水通航等措施,有效地改善了山区河道上低水头枢纽布置后的水流条件,能够保证枢纽的正常运行。     

新夏港双线船闸闸室横向渗流稳定性分析

为了研究新夏港双线船闸闸室在非均质成层地基、多道板桩的条件下的横向渗流特性,利用ABAQUS有限元软件建立二维渗流模型,验算运行期和检修期的渗透稳定性,提出合理的防渗减压方案。结果表明,渗流等势线在土层交界处发生折射现象,折射程度与渗透系数的相对比值有关,在边墙后粉细砂层内,有明显的水平向层流。最危险的检修工况时,闸室出口段将会发生流土破坏。只在边墙后、中间墙设置防渗墙时,闸室处于流土破坏的临界状态,增加出口段的减压竖向管可有效提高渗透稳定性。边桩侧沿程渗流方向可能改变,沿程水头出现递减后又递增的现象。中间墙内有局部绕流,大部分为静水区,设置防渗墙后两侧会产生较大水位差。     

临时挡水土坝在万安枢纽二线船闸工程中的应用

土坝因取材方便、造价低廉，广泛应用于水利、水运工程建设中，其主要作用是防洪、发电及灌溉等。万安枢纽二线船闸中的临时挡水土坝（二期围堰）是在上闸首附近土坝段拆除后，承担原土坝的功能，同时也是保证船闸正常施工和水库安全的重要临时工程。由于库区内高水位的影响，临时挡水土坝对变形稳定和渗透稳定均有较高要求。作为船闸施工期间维持水库和发电厂正常运营的临时性挡水建筑物，其建筑物级别等同于原土坝（1级建筑物），筑坝材料的质量标准与原土坝相同，工程造价高于其他施工围堰。本文主要结合其设计过程中的特点、要点及工程造价等方面进行了分析，为类似项目提供借鉴参考。     

浅谈在尾水堰上设闸门对发电量的影响

随着我国经济的快速发展,社会对电的需求量不断加大,人们对发电量提出了更高的要求,本文通过结合工程实例,阐述了在低水头电站尾水堰上设置闸门来保证设计尾水位,降低正常尾水位,增加发电水头,增加发电量,是具有现实意义的。     

闸基渗流场的有限元法数值模拟

应用有限元法对闸基渗流场进行计算，在计算过程中考虑排水效果和泥沙淤积的影响，得出渗流场的数值解，进而计算静水池的浮托稳定性，最后可确定静水池浮托稳定条件下的安全运用水头。通过对闸基渗流场的有限元法数值模拟，得得了上下游有淤积和无淤积情况下，对应于不同排水效果，拦河闸静水池稳定系数随上下游水位差的变化曲线，为该水利设施的安全运用提供指导。     

空隙率对丁坝周围水位影响数值模拟研究*

丁坝是航道整治常用的整治建筑物之一，实际工程中多采用散抛石丁坝，此类丁坝具有一定透水性，不同的空隙率对改善透水丁坝附近水位具有不同的效果。基于计算流体力学FLOW-3D 软件，研究空隙率对透水丁坝坝身段、坝头前端以及主流带区各个位置水位变化影响。结果表明：在丁坝坝身段、坝头前端以及主流带区水位与空隙率变化关系基本一致，丁坝上游段，当空隙率小于15.4%时，水位随空隙率增大先降低后升高，当空隙率大于15.4%时，水位减小至某一值后趋于稳定；坝体轴线处，水位随着空隙率增大呈现上下波动；各透水丁坝坝后水位均高于实体丁坝，但坝后水位与空隙率并非呈正相关变化。     

船闸工作水头统计分析及有关问题的探讨

根据葛洲坝和大源渡枢纽船闸多年的上、下游水位资料,对葛洲坝枢纽船闸的工作水头进行统计分析.分析表明:葛洲坝和大源渡枢纽船闸工作水头均值分别是设计水头值的80%～87%以及70%～79%,由此结论进一步对船闸输水系统设计时水头的选取、船闸的通过能力计算等问题进行探讨,提出了采用某一保证率的水头作为输水系统的设计水头及将修正系数引入船闸通过能力的计算公式等观点,可供船闸工程设计及规范的修订参考.