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心墙土石坝渗流自由面的数值模拟
1
作者 宁保辉 丁留谦 张启义 《人民黄河》 CAS 北大核心 2011年第5期110-112,共3页
心墙与坝壳材料渗透系数相差比较大,使用有限元方法迭代计算心墙土石坝渗流自由面时,往往会在两种材料交界面处失真,难以正确模拟出心墙下游端的出渗点。为解决此问题,采用具有严格理论基础的S ignorin i型变分不等式,确定渗流渗出点和... 心墙与坝壳材料渗透系数相差比较大,使用有限元方法迭代计算心墙土石坝渗流自由面时,往往会在两种材料交界面处失真,难以正确模拟出心墙下游端的出渗点。为解决此问题,采用具有严格理论基础的S ignorin i型变分不等式,确定渗流渗出点和自由面的位置,可消除出渗点的奇异性,采用罚Heaviside函数克服网格依赖性和数值不稳定性。同时,根据毛细水上升高度来确定非饱和区负孔隙水压力,消除饱和-非饱和渗流分析中坝壳节点中的虚值,使得计算结果能准确地反映出坝体中的实际渗流场。 展开更多
关键词 心墙土石坝 自由面 变分不等式 罚HeaViside函数 有限元
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堤基管涌侵蚀破坏过程的无单元法模拟 被引量：2
2
作者 刘昌军 宁保辉 +1 位作者 丁留谦 张顺福 《水电能源科学》 北大核心 2012年第4期58-61,共4页
针对堤基管涌侵蚀破坏过程的复杂渗流场模拟问题,采用无单元Galerkin法数值模拟研究管涌动态发展过程及机理,介绍了管涌区域破坏的判别方法、管涌尖端附近节点加密方法等,并结合砂槽模型试验和有限元模拟结果对无单元法的计算结果进行... 针对堤基管涌侵蚀破坏过程的复杂渗流场模拟问题,采用无单元Galerkin法数值模拟研究管涌动态发展过程及机理,介绍了管涌区域破坏的判别方法、管涌尖端附近节点加密方法等,并结合砂槽模型试验和有限元模拟结果对无单元法的计算结果进行了验证与分析。结果表明,采用无单元法计算得到的管涌渗流场和有限元计算结果基本吻合,且管涌发展过程和模型试验结论较为一致;获得了管涌侵蚀破坏过程中管涌通道尖端水平渗透比降的变化规律,弥补了砂槽模型试验的不足。 展开更多
关键词 堤基 管涌 动态发展 无单元Galerkin法 渗流场 有限元
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心墙坝与陡峻岸坡的连接设计与应力变形分析 被引量：1
3
作者 宁保辉 董振锋 《水利技术监督》 2024年第8期249-251,共3页
前坪水库大坝右岸存在高陡边坡,大坝与陡峻岸坡的连接方式直接关系大坝的变形和渗透安全。文章通过开展接触面试验、不同岸坡开挖形态应力变形分析,对剪应变和应力水平进行了分析。结果表明:直线和下凹岸坡最大剪应变较小。工程右岸岸... 前坪水库大坝右岸存在高陡边坡,大坝与陡峻岸坡的连接方式直接关系大坝的变形和渗透安全。文章通过开展接触面试验、不同岸坡开挖形态应力变形分析,对剪应变和应力水平进行了分析。结果表明:直线和下凹岸坡最大剪应变较小。工程右岸岸坡采用单一坡比连接,自坡顶向下开挖梯形深槽,黏土心墙和反滤料嵌入槽中,通过增大接触面积和延长渗径,确保工程的安全,可为类似土石坝坝肩连接设计提供参考。 展开更多
关键词 心墙坝 陡峻岸坡 连接设计 接触面 剪应变
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深埋地下管道及地下洞室群三维渗流场的有限元精细模拟 被引量：6
4
作者 班宏泰 刘昌军 +1 位作者 丁留谦 宁保辉 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2012年第9期33-38,共6页
利用自主研发的三维渗流分析软件GWSS计算了敦化抽水蓄能水电站工程区的渗流场分布特征及地下厂房系统、引水管道排水系统的排水效果。计算结果表明:(1)在现有设计方案下,地下厂房和压力管道中水平段的排水系统和排水洞作用明显,防渗排... 利用自主研发的三维渗流分析软件GWSS计算了敦化抽水蓄能水电站工程区的渗流场分布特征及地下厂房系统、引水管道排水系统的排水效果。计算结果表明:(1)在现有设计方案下,地下厂房和压力管道中水平段的排水系统和排水洞作用明显,防渗排水设计满足设计要求;(2)下水平段的压力管道承受外水压力较大,建议对引水系统的下水平段的排水洞增设排水孔。 展开更多
关键词 深埋地下管道 地下洞室群 三维渗流场 隧洞子结构法 预处理共轭梯度算法 敦化抽水 蓄能水电站
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前坪水库大坝设计及三维应力变形分析 被引量：16
5
作者 宁保辉 于沭 +1 位作者 董振锋 张幸幸 《水利规划与设计》 2019年第5期140-144,147,共6页
前坪水库大坝坝型为黏土心墙砂砾(卵)石坝,大坝砂砾石覆盖层细粒缺失,F2断层顺河向穿过大坝坝基,右岸坝肩为陡峻岸坡。针对以上工程难点,文章提出了设计方案,并根据大坝的设计分区、地形条件以及覆盖层的土层分布,建立三维模型,根据对... 前坪水库大坝坝型为黏土心墙砂砾(卵)石坝,大坝砂砾石覆盖层细粒缺失,F2断层顺河向穿过大坝坝基,右岸坝肩为陡峻岸坡。针对以上工程难点,文章提出了设计方案,并根据大坝的设计分区、地形条件以及覆盖层的土层分布,建立三维模型,根据对大坝的填筑及蓄水过程进行模拟,对各关键时刻包括竣工期、满蓄期大坝的应力、变形特性等进行了研究。计算结果表明,坝体应力和变形分布符合一般规律,大坝设计方案经济、合适。 展开更多
关键词 前坪水库 心墙坝 设计 陡峻岸坡 三维应力变形分析
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前坪水库大坝应力变形及抗水力劈裂研究 被引量：7
6
作者 宁保辉 来亦姝 +3 位作者 王春磊 皇甫泽华 董振锋 魏珂 《人民黄河》 CAS 北大核心 2019年第5期122-125,共4页
心墙土料与坝壳砂卵砾石料、堆石料模量差别较大,为研究大坝心墙拱效应对心墙的应力变形及抗水力劈裂的影响,根据大坝材料分区及坝基地质情况,考虑施工填筑及蓄水过程分级加载,采用非线性邓肯-张模型对大坝应力变形进行研究分析,对前坪... 心墙土料与坝壳砂卵砾石料、堆石料模量差别较大,为研究大坝心墙拱效应对心墙的应力变形及抗水力劈裂的影响,根据大坝材料分区及坝基地质情况,考虑施工填筑及蓄水过程分级加载,采用非线性邓肯-张模型对大坝应力变形进行研究分析,对前坪水库心墙的应力变形、抗水力劈裂进行分析。计算结果表明,坝体应力和变形分布符合一般规律,坝体最大竖向沉降发生在1/2～2/3坝高范围内,考虑心墙拱效应后,心墙抗水力劈裂是安全的。同时,结合已建工程经验,在大坝易出现裂缝部位可采取填筑高塑性土等工程措施,防止因裂缝而引发集中渗流破坏,避免心墙与基岩面产生裂缝。 展开更多
关键词 心墙坝 邓肯-张 应力变形 水力劈裂 前坪水库
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前坪水库人工扰动砂砾石料特性研究 被引量：2
7
作者 宁保辉 董振锋 +2 位作者 韦哲 王春磊 皇甫泽华 《人民黄河》 CAS 北大核心 2021年第3期131-134,139,共5页
受料场人工采砂影响,前坪水库人工扰动料储量占砂砾料料场总储量的80%,这种筑坝材料的力学特性成为影响大坝填筑质量的关键因素。通过开展人工扰动砂砾石料室内三轴剪切试验、流变试验、尺寸效应分析、数值模拟等,对其物理力学性质等进... 受料场人工采砂影响,前坪水库人工扰动料储量占砂砾料料场总储量的80%,这种筑坝材料的力学特性成为影响大坝填筑质量的关键因素。通过开展人工扰动砂砾石料室内三轴剪切试验、流变试验、尺寸效应分析、数值模拟等,对其物理力学性质等进行了深入分析。结果表明,细粒含量低于最佳含量的砂砾石料压实后能满足设计要求,该种坝料是一种合格的筑坝材料。大坝填筑完成后,经过一个汛期蓄水运行,大坝沉降、水平位移、坝基坝体渗水量均较小,大坝结构安全。 展开更多
关键词 砂砾石料 细颗粒缺失 人工扰动 土石坝 前坪水库
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砂土地震液化评价方法的新老规范对比研究 被引量：1
8
作者 李小雷 李江 +3 位作者 杨玉生 刘斌云 宁保辉 彭兆轩 《人民黄河》 CAS 北大核心 2023年第9期157-164,共8页
坝基饱和砂土地震液化对水利工程产生严重危害,准确评价坝基砂土地震液化是工程设计的关键。结合某砂土坝基工程,基于现场标贯试验,采用现行规范和老规范对坝基自由场地、地下水位上升导致工程卸载、上部坝体影响导致工程加载等3种工况... 坝基饱和砂土地震液化对水利工程产生严重危害,准确评价坝基砂土地震液化是工程设计的关键。结合某砂土坝基工程,基于现场标贯试验,采用现行规范和老规范对坝基自由场地、地下水位上升导致工程卸载、上部坝体影响导致工程加载等3种工况下的砂层开展地震液化评价,对比分析了3种工况下土体实测标贯击数校正值和液化临界标贯击数,评估了现行规范和老规范对砂土地震液化评价结果的差异。标贯试验时,坝基砂层不会发生液化;工程运行时,在工程加、卸载条件下坝基砂层均会发生液化。在工程加、卸载时,采用现行规范的地震液化判别结果与采用老规范的近震工况的液化判别结果基本一致。现行规范能更真实反映工程加载、卸载条件的影响。 展开更多
关键词 砂土地基 地震液化评价 标贯试验 对比分析
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前坪水库大坝坝体及坝基渗透稳定研究 被引量：11
9
作者 王春磊 宁保辉 +3 位作者 朱翠民 魏珂 董振锋 皇甫泽华 《人民黄河》 CAS 北大核心 2018年第12期110-113,共4页
前坪水库大坝为黏土心墙砂卵砾石坝,属高坝,心墙土料与坝壳砂卵砾石料、堆石料渗透系数差别较大,坝基存在深厚透水性较强覆盖层,因此研究其坝体、坝基渗透稳定性,分析易发生渗透破坏的部位及其特性十分必要。通过建立渗流场水文地质模型... 前坪水库大坝为黏土心墙砂卵砾石坝,属高坝,心墙土料与坝壳砂卵砾石料、堆石料渗透系数差别较大,坝基存在深厚透水性较强覆盖层,因此研究其坝体、坝基渗透稳定性,分析易发生渗透破坏的部位及其特性十分必要。通过建立渗流场水文地质模型,采用二维数值模拟和三维有限元两种分析方法分别进行了坝体、坝基平面和立体有限元渗流分析,通过定性分析与定量计算进行了坝体、坝基渗透稳定性评价和渗流量估算。计算结果表明:心墙出逸点处、防渗墙伸入心墙部分容易出现渗透破坏,均需采取相应保护措施;三维有限元计算是对二维数值计算的扩展和延伸,对于高坝、边界条件复杂的大坝,更能模拟其实际渗流特性,以便有针对性地提出防治措施。 展开更多
关键词 心墙 二维数值模拟 三维有限元 渗透稳定性 前坪水库
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挤密砂桩在出山店水库软基处理中的应用研究 被引量：5
10
作者 刘兰勤 宁保辉 于军 《人民黄河》 CAS 北大核心 2020年第8期142-145,共4页
出山店水库土坝软基排水固结条件差、强度低,工程地质条件差,需要处理的坝长占土坝段长度的72%,坝基处理范围广、面积大,在国内比较少见。软基的孔隙水压力如果不能及时消散,将造成大坝运行期持续沉降及不均匀沉降,使得大坝出现裂缝和... 出山店水库土坝软基排水固结条件差、强度低,工程地质条件差,需要处理的坝长占土坝段长度的72%,坝基处理范围广、面积大,在国内比较少见。软基的孔隙水压力如果不能及时消散,将造成大坝运行期持续沉降及不均匀沉降,使得大坝出现裂缝和局部失稳。为了消除隐患,确保大坝安全,采用挤密砂桩进行坝基处理,并通过材料试验、数值模拟、现场试验及综合分析等手段,对挤密砂桩的布置、坝体安全性、施工进度合理性等进行研究。根据大坝沉降数据分析,软基坝段采用挤密砂桩处理后,在大坝填筑施工期基本完成固结,与数值模拟结果一致,各监测断面沉降量为7.25~12.92 cm,无不均匀沉降现象。 展开更多
关键词 土石坝 软基 砂桩 数值试验 出山店水库
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