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深厚覆盖层防渗帷幕梯度的变化规律研究
李建会
河海大学水利水电工程学院,南京(210098)
E-mail:andeliu100@163.com
摘
摘摘
摘 要
要要
要:
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:在水利水电工程中,深厚覆盖层不良地基的处理是工程建设中的一大难题。本文通
过对深厚覆盖层帷幕梯度在混凝土防渗墙底高程不断抬高情况下的变化规律以及相关因素
(渗透系数、帷幕厚度、上包帷幕的长度、土工膜以及上游围堰防渗墙)对它的影响程度进
行分析总结,本文采用渗流有限元法,对模型的不同深度的墙接帷幕防渗方案进行计算分析,
得出其变化规律,为基础防渗设计施工提供了有益的参考。
关键词
关键词关键词
关键词:
::
:防渗体系 帷幕梯度 土工膜 深厚覆盖层
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1 前言
前言前言
前言
在我国西南地区水能资源开发中,坝址基础普遍存在深厚覆盖层,这一复杂的不良地基
条件给工程建设带来了很大的困难。在河谷深厚覆盖层上修建水利水电工程,均面临渗漏、
渗透稳定、不均匀沉陷及砂土液化等问题,其中渗流的影响较为突出。现阶段,对结构层次
较复杂的深厚覆盖层,渗流控制大多采用垂直防渗(防渗墙下接灌浆帷幕)为主,水平防渗
和排、滤水措施相接合的综合防渗方式。
本文结合西南某水电站坝基防渗处理,通过考虑修正渗透系数、帷幕厚度、上包帷幕
的长度,以及设置土工膜以及上游围堰防渗墙等,提出五种不同方案进行计算分析,并对混
凝土防渗墙长度在 70~140m 之间的变化做了各种方案覆盖层帷幕梯度的敏感性分析,并得
出随着防渗墙底高程的不断抬高,墙底覆盖层的帷幕梯度的最大值先增大再不断减小,且减
小的幅度不断降低的变化规律。这对优选防渗方案有重要的意义。
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渗流计算数学模型和数值模拟方法
渗流计算数学模型和数值模拟方法渗流计算数学模型和数值模拟方法
渗流计算数学模型和数值模拟方法:
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:
对渗流问题模拟研究中,常见的有物理模型,电模型,以及数学模型。因数学模型不仅
能表现出含水层系统复杂的物理结构和不规则的几何形态,适应范围广,通用性强,而且使
用方便灵活,对模型的校正也很容易
[5]
,所以本文采用数学模型。渗流运动具有连续性,从
质量守恒原理可以推出渗流基本方程:
[1] [2]
t
h
S
z
h
k
zy
h
k
yx
h
k
x
Szyx
∂
∂
=
∂
∂
∂
∂
+
∂
∂
∂
∂
+
∂
∂
∂
∂
忽略土体骨架及水的压缩性时,则
0=
S
S
,可得稳定渗流基本微分方程:
0=
∂
∂
∂
∂
+
∂
∂
∂
∂
+
∂
∂
∂
∂
z
h
k
zy
h
k
yx
h
k
x
zyx
式中:h 为水头函数;x 、y 、z 为空间坐标;t 是时间函数;
x
k
、
y
k
、
z
k
为以 x 、y 、
z 轴为主轴方向的渗透系数。
定解条件一般分为三类:
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