三维有限元渗流模拟计算在蟒河口水库防渗设计中的应用

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作者 丁旭 罗畅 鲍捷 《华北水利水电学院学报》 2009年第6期41-43,共3页

蟒河口水库工程天然来水量较小,开发目标高,采取有效的防渗处理措施才能保证水库开发要求的蓄水量.工程中采用三维有限元渗流模拟计算对防渗处理措施进行复核.根据计算结果,对防渗措施进行调整、优化,确定了经济、高效的防渗方案.通过... 蟒河口水库工程天然来水量较小,开发目标高,采取有效的防渗处理措施才能保证水库开发要求的蓄水量.工程中采用三维有限元渗流模拟计算对防渗处理措施进行复核.根据计算结果,对防渗措施进行调整、优化,确定了经济、高效的防渗方案.通过工程经验类比知,计算所采用的方法和最终得到的结果是满意的. 展开更多

关键词 蟒河口水库 有效库容 三维有限元渗流模拟计算 防渗方案

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长江荆江段大堤三维渗流有限元计算分析 被引量：1

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作者 宋志远 赵维炳 吴跃东 《水利水电科技进展》 CSCD 2003年第1期30-31,37,共3页

通过有限元计算设计工况下堤防的渗流状态 ,得到堤坝在三维条件下的等势线、浸润线、垂直及水平方向的水力梯度 .通过与同等工程的对比 ,分析指出了本计算段存在着险情隐患 ,为大堤的设计、安全加固和监测布点提供指导 .

关键词 长江 荆江段大堤 三维渗流 有限元 水力梯度 等势线 浸润线

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文登市抽水蓄能电站三维渗流场的有限元分析 被引量：12

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作者 刘昌军 丁留谦 +2 位作者 高立东 杜贤军 张顺福 《水电能源科学》 北大核心 2011年第7期57-60,194,共5页

针对抽水蓄能电站工程区中众多地下洞室和排水措施影响下渗流场的复杂性问题,给出了求解有自由面渗流场改进的截止负压法、模拟高压隧洞子结构法、模拟地下厂房密集排水孔改进的排水子结构法等,并采用IDL语言编制了基于子结构法的三维... 针对抽水蓄能电站工程区中众多地下洞室和排水措施影响下渗流场的复杂性问题,给出了求解有自由面渗流场改进的截止负压法、模拟高压隧洞子结构法、模拟地下厂房密集排水孔改进的排水子结构法等,并采用IDL语言编制了基于子结构法的三维渗流场有限元计算软件GWSS,计算了文登市抽水蓄能电站工程区复杂渗流场,研究了高压输水隧洞和引水管道下水平段的钢筋混凝土衬砌开裂状态下内水外渗及工程区复杂渗流场的分布特征。结果表明,在高压隧洞下水平段上部设置排水洞和排水孔幕的排渗方案,对衬砌开裂状态下高压渗水有显著排水降压作用。 展开更多

关键词 抽水蓄能电站 三维渗流场 改进截止负压法 排水子结构法 有限元 GWSS软件

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溪古水电站消力池边坡降雨条件下渗流场三维有限元分析 被引量：3

4

作者 杨磊 沈振中 +1 位作者 邵潮鑫 张晓将 《水电能源科学》 北大核心 2013年第9期119-122,154,共5页

针对因公路改线在坝顶高程附近开挖溪古水电站消力池高边坡时雨季曾出现局部塌滑破坏、边坡顶部变形较大并出现明显的坡面拉裂缝等问题,基于饱和—非饱和渗流理论,建立了该边坡渗流分析三维有限元模型,模拟了坡面张拉裂缝等入渗通道和... 针对因公路改线在坝顶高程附近开挖溪古水电站消力池高边坡时雨季曾出现局部塌滑破坏、边坡顶部变形较大并出现明显的坡面拉裂缝等问题,基于饱和—非饱和渗流理论,建立了该边坡渗流分析三维有限元模型,模拟了坡面张拉裂缝等入渗通道和内部主要结构面,根据坝址气象资料拟定了典型降雨过程线,研究了该边坡在降雨条件下的渗流场及其变化规律,并计算分析了工程治理措施对边坡渗流场的影响。结果表明,同时封闭后缘透水带和坡面张拉裂缝等入渗通道可显著减小坡体暂态饱和区,且暂态饱和区向坡内延伸的垂直深度最大可减小约15m,有利于提高边坡稳定性。 展开更多

关键词 边坡 降雨 渗流场 三维有限元 溪古水电站

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糯扎渡水利枢纽左岸山体三维渗流有限元分析 被引量：5

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作者 李新强 陈祖煜 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期638-641,654,共5页

通常的渗流计算中排水的模拟方法很多,诸如排水子结构法、增加渗透阻抗等。但大型地下厂房与洞室的排水非常复杂,若对每个排水孔都进行模拟就非常繁杂。利用简化方法,采用给定水头和给定流量相结合的方法可以较为方便地解决复杂排水模... 通常的渗流计算中排水的模拟方法很多,诸如排水子结构法、增加渗透阻抗等。但大型地下厂房与洞室的排水非常复杂,若对每个排水孔都进行模拟就非常繁杂。利用简化方法,采用给定水头和给定流量相结合的方法可以较为方便地解决复杂排水模拟的问题。对糯扎渡地下厂房和洞室群的复杂排水和对左岸包括地下厂房与硐室进行渗流计算分析,通过多个计算方案的比较,对给定流量和给定水头模拟排水效果进行合理假定,使模拟结果得到的排水区流量和水头趋于一致,由此得到合理可靠的排水模拟效果。对模拟得到的糯扎渡左岸山体渗流场进行了分析。计算结果有助于优化工程渗控方案,同时为计算变形稳定提供合理可靠的水荷载。 展开更多

关键词 渗流 三维有限元 水文地质

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吊水壶尾矿坝渗流特性三维有限元分析 被引量：7

6

作者 李宗伟 孙丹 尹大娟 《中国安全生产科学技术》 CAS 2012年第6期65-69,共5页

本文结合工程实例,以吊水壶尾矿坝为背景,建立现状尾矿坝三维模型,利用三维有限元法反演分析现状尾矿坝的渗流场,将计算结果与勘察的浸润面对比分析,验证模型的可靠性和合理性。基于此模型建立加高后的尾矿坝三维模型,计算正常蓄水位和... 本文结合工程实例,以吊水壶尾矿坝为背景,建立现状尾矿坝三维模型,利用三维有限元法反演分析现状尾矿坝的渗流场,将计算结果与勘察的浸润面对比分析,验证模型的可靠性和合理性。基于此模型建立加高后的尾矿坝三维模型,计算正常蓄水位和设计洪水位两种工况下的渗流场,分析坝体浸润面埋深、滩长、渗流坡降等,结果表明,不设排渗措施时,尾矿坝干滩长度、浸润面埋深均能满足规范要求,而且尖流性态良好,满足渗透稳定。提出该尾矿坎可通过加高工程来进行渗流控制的建议。 展开更多

关键词 三维有限元法 渗流 反演分析 浸润面 渗透坡降

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饱和——非饱和三维瞬态渗流的高斯点有限元分析 被引量：6

7

作者 汪自力 高骥 +1 位作者 李信 李莉 《郑州工学院学报》 1991年第3期84-90,共7页

本文提出了堤坝三维饱和——非饱和瞬态渗流有限元分析的一种新方法——高斯点法。本法是根据饱和——非饱和渗流规律建立的数学模型,将堤坝内饱和——非饱和区耦合在一起,构成整体的分析膜型,然后利用数值积分时高斯点处压力选取计算... 本文提出了堤坝三维饱和——非饱和瞬态渗流有限元分析的一种新方法——高斯点法。本法是根据饱和——非饱和渗流规律建立的数学模型,将堤坝内饱和——非饱和区耦合在一起,构成整体的分析膜型,然后利用数值积分时高斯点处压力选取计算参数来进行单元刚度矩阵的计算,从而解决了单元内存在的非饱和渗透参数不同的问题。也解决了由于饱和区边界条件突变引起的计算不稳定问题。该法计算量小,迭代格式简单,算例表明了该法的有效性。 展开更多

关键词 瞬态渗流 三维 高斯点 有限元 饱和

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等壳碾压混凝土重力坝渗流场三维有限元分析

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作者 王晶 陈建康 +4 位作者 吴震宇 杨培章 张权 叶新 蒋敏 《华北水利水电学院学报》 2009年第3期15-17,共3页

解决渗流问题是碾压混凝土重力坝技术发展的关键.利用三维有限单元法和改进的排水孔幕技术,对等壳碾压混凝土重力坝的渗流场进行了有限元分析.分析结果表明:采用二级配的碾压混凝土面层与三级配的坝体组合,同时配合结构合理的坝体排水... 解决渗流问题是碾压混凝土重力坝技术发展的关键.利用三维有限单元法和改进的排水孔幕技术,对等壳碾压混凝土重力坝的渗流场进行了有限元分析.分析结果表明:采用二级配的碾压混凝土面层与三级配的坝体组合,同时配合结构合理的坝体排水孔布置,坝体防渗能满足设计要求. 展开更多

关键词 渗流场 碾压混凝土 三维有限元

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纳子峡面板砂砾石坝渗流性态三维有限元分析 被引量：3

9

作者 康雁德 杨凡 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期154-157,共4页

根据纳子峡水电站工程坝址区地形地质条件,建立了坝址区三维渗流有限元模型,计算分析了正常蓄水、设计洪水和校核洪水3种工况下坝体及坝基的稳定渗流场,获得了坝体和坝基的位势分布、坝体各分区的渗透坡降及渗透流量等。计算结果表明,... 根据纳子峡水电站工程坝址区地形地质条件,建立了坝址区三维渗流有限元模型,计算分析了正常蓄水、设计洪水和校核洪水3种工况下坝体及坝基的稳定渗流场,获得了坝体和坝基的位势分布、坝体各分区的渗透坡降及渗透流量等。计算结果表明,在各种工况下坝体及坝基的渗流场符合一般规律,混凝土面板及防渗帷幕等组成的防渗系统可消减水头84%以上,其作用明显;混凝土面板及坝基防渗帷幕的渗透坡降较大,垫层、砂砾料区等的渗透坡降很小,坝体各分区的渗透坡降均小于材料的容许渗透坡降,大坝防渗排水系统的设计在技术上是合理的。 展开更多

关键词 面板砂砾石坝 三维有限元法 渗流场 位势 渗透坡降 渗透流量 防渗排水体系

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复杂坝基上多种材料坝的三维渗流有限元分析

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作者 王绍泉 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1997年第4期38-41,共4页

用三维渗流有限元分析法分析了某坝１４＃坝段以左的基础及岸坡渗流场分布规律；评价了帷幕、排水措施的效果以及２２＃坝段不同宽缝水位时土坝接头处的侧向渗流及土坝的侧向渗流稳定状况；

关键词 大坝 材料 三维渗流 有限元法 渗流 水工建筑物

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基于逐步积分法的人工岛三维非稳定渗流数值模拟 被引量：3

11

作者 戚蓝 老西飞 +1 位作者 王志浩 石从浩 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2013年第11期128-130,134,共4页

沿海地区建设的离岸人工岛,岛内设河道以兼顾亲水景观和环境保护。外海水位周期性变化频繁属非稳定渗流问题。本文基于逐步积分法,研究结果得到了非稳定渗流场分布、渗流损失水量,并模拟了防渗工况下的防渗效果,对提高人工岛的设计合理... 沿海地区建设的离岸人工岛,岛内设河道以兼顾亲水景观和环境保护。外海水位周期性变化频繁属非稳定渗流问题。本文基于逐步积分法,研究结果得到了非稳定渗流场分布、渗流损失水量,并模拟了防渗工况下的防渗效果,对提高人工岛的设计合理性及工程安全性具有实际意义。 展开更多

关键词 人工岛 三维非稳定渗流 逐步积分法 有限元法 防渗

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立洲RCC拱坝渗控方案的三维有限元优化分析 被引量：2

12

作者 行亚楠 胡升伟 +2 位作者 王滔 吴震宇 陈建康 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期128-132,137,共6页

以四川木里河立洲水电枢纽工程为研究对象,对坝区的渗控措施展开研究。利用ANSYS12.1建立三维有限元渗流模型,计算分析得到了各渗控方案的渗流特征和渗透压力变化规律。对各方案中关键部位的渗透比降、渗漏量和典型剖面渗流场的渗压、... 以四川木里河立洲水电枢纽工程为研究对象,对坝区的渗控措施展开研究。利用ANSYS12.1建立三维有限元渗流模型,计算分析得到了各渗控方案的渗流特征和渗透压力变化规律。对各方案中关键部位的渗透比降、渗漏量和典型剖面渗流场的渗压、地下水位等特征量进行比较分析后,得知:(1)立洲拱坝渗控措施设计方案的防渗帷幕和排水孔幕能有效降低坝后渗流浸润线,对于减小坝基、坝肩扬压力、改善坝基和坝肩受力条件起到了良好的作用;(2)加深帷幕和排水孔幕、增厚帷幕对降低坝区渗透压力作用不大;(3)适当增加f5断层附近防渗帷幕的深度,可防止f5断层形成渗漏通道,影响坝区渗透稳定;另外,取消第一层排水幕、缩短坝肩防渗帷幕延伸长度,可使渗控措施在满足渗流安全的前提下更为经济。 展开更多

关键词 三维有限元 渗流分析 渗控措施优化 灌浆帷幕 排水孔幕

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某山谷型尾矿库三维渗流场模拟分析 被引量：4

13

作者 曹纪刚 乐陶 《金属矿山》 CAS 北大核心 2013年第3期36-38,共3页

某尾矿库的尾矿沉积规律复杂多变,使得尾矿库的渗流场异常复杂。通过三维渗流有限元方法对该尾矿库现状堆高以及最终标高情况下的渗流场进行了模拟分析,对尾矿库后期的安全管理具有较大的指导意义。

关键词 尾矿库 三维渗流场 有限元分析

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渗流场和温度场引起边坡灾害预报的有限元法 被引量：9

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作者 韦立德 杨春和 徐卫亚 《金属矿山》 CAS 北大核心 2005年第7期17-20,共4页

在探索多场耦合影响边坡稳定性因素的基础上,研制出了一个考虑渗流场和温度场对应力场作用的三维强度折减有限元程序。通过与传统极限平衡法分析结果对比研究,对抗剪强度折减有限元法分析边坡稳定问题的适用性进行了评价,得出的结论是:... 在探索多场耦合影响边坡稳定性因素的基础上,研制出了一个考虑渗流场和温度场对应力场作用的三维强度折减有限元程序。通过与传统极限平衡法分析结果对比研究,对抗剪强度折减有限元法分析边坡稳定问题的适用性进行了评价,得出的结论是:采用三维强度折减有限元法确定考虑渗流场和温度场的边坡稳定性安全系数是可行的。 展开更多

关键词 温度场 渗流场 灾害预报 边坡稳定问题 有限元法分析 抗剪强度折减 稳定性因素 有限元程序 极限平衡法 边坡稳定性 多场耦合 对比研究 分析结果 安全系数 场作用 适用性 三维 基础

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某超高面板砂砾石坝面板缝局部失效渗流场有限元分析 被引量：5

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作者 张丽 沈振中 +1 位作者 赵斌 李栋梁 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2015年第1期67-72,共6页

为了掌握高水头作用下面板缝止水局部失效时坝体和坝基特别其垫层局部饱和区的渗流特性,针对拟建的某混凝土面板砂砾石坝,采用饱和-非饱和渗流理论,拟定不同失效缝长、缝宽、位置和垫层渗透系数等情况,建立三维有限元模型,计算面板缝失... 为了掌握高水头作用下面板缝止水局部失效时坝体和坝基特别其垫层局部饱和区的渗流特性,针对拟建的某混凝土面板砂砾石坝,采用饱和-非饱和渗流理论,拟定不同失效缝长、缝宽、位置和垫层渗透系数等情况,建立三维有限元模型,计算面板缝失效情况下坝体和坝基的渗流场,分析不同作用水头条件下面板缝不同失效程度对渗流场的影响。计算结果表明,某处面板缝小范围失效只对失效部位附近的渗流场产生较大影响,并导致局部渗透变形,而对坝体渗流场全局的影响不大;随着失效缝长、缝宽的加大,失效缝位置的降低和垫层渗透系数的增大,失效部位附近局部饱和区变大,其中,失效缝位置的影响最大,失效缝长的影响次之,失效缝宽的影响最小;当超高水头作用下面板缝通长失效时,坝体内浸润面显著升高,因此设计时应严格控制面板缝可能失效的范围,避免出现面板缝大范围失效。 展开更多

关键词 混凝土面板砂砾石坝 超高坝面板缝失效 饱和非饱和渗流理论 三维有限元法

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多断层影响下某水库三维渗流数值模拟分析 被引量：3

16

作者 俞扬峰 于家傲 +1 位作者 叶伟 李子阳 《水电能源科学》 北大核心 2023年第10期86-90,共5页

某水库库区及坝址地质条件复杂,存在多条贯穿性断层,为分析库区渗漏及坝体渗流情况,采用有限元法对大坝及库区开展三维渗流场数值模拟,针对实际运行工况进行参数反演,并根据大坝水头分布、渗流量计算结果对大坝防渗安全性进行分析评价... 某水库库区及坝址地质条件复杂,存在多条贯穿性断层,为分析库区渗漏及坝体渗流情况,采用有限元法对大坝及库区开展三维渗流场数值模拟,针对实际运行工况进行参数反演,并根据大坝水头分布、渗流量计算结果对大坝防渗安全性进行分析评价。结果表明,库区断层渗透系数的变化对左岸及坝体段渗流量的影响最明显,左岸绕渗较为严重;大坝坝体浸润线较高,上游防渗面板裂缝造成高水位坝体出现射流,廊道内积水较多,大坝综合防渗排水体系设施不完善。坝址区全断面渗流量过大,尤其以左岸单薄分水岭渗漏较为严重,大坝存在严重的坝基渗漏与绕坝渗流问题,应予以处理。 展开更多

关键词 断层影响 库区渗漏 三维渗流 有限元法 混凝土坝

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等壳水电站碾压混凝土重力坝非溢流坝段稳定渗流场有限元分析研究 被引量：3

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作者 王静 《中国农村水利水电》 北大核心 2011年第10期99-101,105,共4页

通过建立等壳水电站的非溢流坝段的准三维有限元模型,模拟了坝体排水管和排水廊道、上下游防渗层、坝基灌浆帷幕、坝基排水管和排水廊道等,对正常蓄水位工况下坝体、坝基的渗流总水头、压力水头、渗透比降、坝基扬压力分布及渗流量进行... 通过建立等壳水电站的非溢流坝段的准三维有限元模型,模拟了坝体排水管和排水廊道、上下游防渗层、坝基灌浆帷幕、坝基排水管和排水廊道等,对正常蓄水位工况下坝体、坝基的渗流总水头、压力水头、渗透比降、坝基扬压力分布及渗流量进行了计算分析,验证了坝体和坝基的防渗排水措施的合理性。 展开更多

关键词 非溢流坝段 稳定渗流场 准三维 有限元分析

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考虑防渗墙塑性损伤的深厚覆盖层上沥青混凝土心墙坝应力渗流分析

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作者 林恒星 邹浩 +2 位作者 冯先伟 孙继文 李文亮 《水电能源科学》 北大核心 2025年第2期142-146,87,共6页

深厚覆盖层上建坝常采用混凝土防渗墙作为防渗结构,常规有限元分析对混凝土防渗墙通常采用线弹性本构,导致防渗墙易出现应力超限现象,而实际上,应力超限后混凝土防渗墙会发生塑性损伤,应力会释放并重新分布,因此线弹性模型计算的防渗墙... 深厚覆盖层上建坝常采用混凝土防渗墙作为防渗结构,常规有限元分析对混凝土防渗墙通常采用线弹性本构,导致防渗墙易出现应力超限现象,而实际上,应力超限后混凝土防渗墙会发生塑性损伤,应力会释放并重新分布,因此线弹性模型计算的防渗墙应力不符合实际情况。依托某深厚覆盖层上沥青混凝土心墙坝建立三维有限元模型,对混凝土防渗墙分别采用混凝土塑性损伤和线弹性本构,研究对比防渗墙损伤对沥青混凝土心墙坝应力和渗流的影响。结果表明,采用塑性损伤本构后,防渗墙应力出现重分布,拉压应力有所下降,最大拉应力减小了7.00 MPa,最大压应力减小了3.32 MPa;大坝整体的总水头、压力水头和渗漏量变化不大,防渗墙损伤区域的渗透坡降减小,防渗墙的渗漏量因损伤增大了246.21%,大坝整体的渗漏量仅增大了12.33%。 展开更多

关键词 沥青混凝土心墙坝 三维有限元模型 防渗墙 应力 渗流

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沥青混凝土面板堆石坝防渗面板局部失效渗流特性研究

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作者 熊珅 华倩宇 +1 位作者 高东红 林恒星 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第S1期267-271,共5页

当沥青混凝土面板堆石坝防渗面板局部出现裂缝时,会对大坝的安全产生巨大的影响。为了掌握沥青混凝土面板防渗局部失效时对坝体渗流的影响,以甘肃某抽蓄电站上水库沥青混凝土面板堆石坝为例,建立三维有限元模型,计算面板局部失效时坝体... 当沥青混凝土面板堆石坝防渗面板局部出现裂缝时,会对大坝的安全产生巨大的影响。为了掌握沥青混凝土面板防渗局部失效时对坝体渗流的影响,以甘肃某抽蓄电站上水库沥青混凝土面板堆石坝为例,建立三维有限元模型,计算面板局部失效时坝体的渗流场,分析面板不同部位局部出现裂缝及不同裂缝大小对渗流场的影响。计算结果表明,沥青混凝土面板局部失效裂缝对面板坝渗流场的影响主要集中于裂缝附近,随着缝宽的不断增大,通过坝基岩体的流量也依次变大,面板的渗透坡降变小,坝基岩体的渗透坡降基本不变。在面板裂缝周围垫层内部较小区域形成饱和区,面板防渗局部失效对渗流场的影响范围均不超过垫层区,裂缝下部垫层饱和区范围和入渗流量较大,故保证垫层料的级配和抗渗性能是极为重要的。同时发现沥青混凝土面板防渗局部失效对渗流场的影响与失效的部位、裂缝宽度等有关,相比于失效缝缝宽,失效部位对渗流的影响更大。结果可为类似工程设计、施工提供参考。 展开更多

关键词 沥青混凝土面板堆石坝 局部失效 饱和区 渗流 三维有限元

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清江隔河岩重力拱坝坝体与复杂地基相互作用的三维有限元分析

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作者 杨家岭 郑宏 葛修润 《岩土力学》 EI CAS CSCD 1989年第4期5-19,共15页

本文介绍了建在复杂地基上的清江隔河岩重力拱坝的三维有限元分析。计算模型考虑了坝基岩体岩层的倾斜错位,三条大断层与二个沿层面方向的软弱夹层等复杂的地质因素。计算了静水压力、坝自重、扬压力及温度应力等荷载,其中包括地基三维... 本文介绍了建在复杂地基上的清江隔河岩重力拱坝的三维有限元分析。计算模型考虑了坝基岩体岩层的倾斜错位,三条大断层与二个沿层面方向的软弱夹层等复杂的地质因素。计算了静水压力、坝自重、扬压力及温度应力等荷载,其中包括地基三维渗流场和温度变化场的计算。坝体结构复杂且呈左右不对称状。计算模型所涉范围约 1400X900X600m^3。有限元网格包括各类单元1845个,节点总数达3280个。采用超松弛迭代法求解。分析中应用了三线透视图象和后处理软件系统。此项计算规模巨大、处理问题复杂的三维有限元的各项计算分析结果均为合理。为设计单位提供了重要依据,对于正在建设中的隔河岩大坝具有重要的实用意义。 展开更多

关键词 隔河岩 重力拱坝 三维有限元 坝基岩体 三维渗流 迭代法求解 扬压力 计算模型 左右不对称 软弱夹层

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