庫(kù)水位變化下土石壩飽和-非飽和滲流場(chǎng)的數(shù)值分析.pdf

1、土石壩是現(xiàn)在實(shí)際工程中應(yīng)用最為廣泛的壩型，其事故的發(fā)生多是由于滲漏破壞引起的。土石壩的滲流場(chǎng)是由飽和區(qū)和非飽和區(qū)組成的統(tǒng)一體，過(guò)去進(jìn)行滲流場(chǎng)模擬時(shí)只考慮了飽和區(qū)的滲流，忽略了非飽和區(qū)的滲流，這必然與實(shí)際情況不符。非飽和滲流與飽和滲流相比，非飽和滲流的運(yùn)動(dòng)復(fù)雜的多，而且其影響因素非常多。在滲漏引起的跨壩事故中，以庫(kù)水位驟升驟降引起的非穩(wěn)定滲流問(wèn)題是最為嚴(yán)重的，很多大壩因初次蓄水速度選取不當(dāng)而引起潰壩。在實(shí)際工程中，進(jìn)行滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)的耦合

2、分析也是十分必要的。
　　 本文通過(guò)對(duì)前人研究成果進(jìn)行總結(jié)，主要研究和討論了以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：
　　 (1)歸納和總結(jié)了非飽和土體的性質(zhì)，詳細(xì)敘述了土水勢(shì)和土水特征曲線，并總結(jié)了體積含水量和滲透系數(shù)函數(shù)的確定方法。
　　 (2)基于飽和土體滲流穩(wěn)定和非穩(wěn)定方程，根據(jù)非飽和土體的性質(zhì)，推導(dǎo)了非飽和滲流的控制方程，并利用伽遼金法進(jìn)行有限元法計(jì)算。
　　 (3)基本飽和-非飽和滲流理論，以某均質(zhì)壩為算例，進(jìn)行

3、了飽和-非飽和滲流的有限元分析，并討論不同水位升降速度下，壩體的浸潤(rùn)線變化趨勢(shì)，以及孔隙水壓力隨時(shí)間的變化情況。最后采用極限平衡法中的Morgenstern-Price法計(jì)算了水庫(kù)升降不同工況下上游壩體的最小安全系數(shù)，并進(jìn)行了穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。
　　 (4)根據(jù)已建立的滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)耦合的數(shù)學(xué)模型，以某粘土心墻壩為例，首先進(jìn)行了非耦合情況下的穩(wěn)定滲流場(chǎng)分析。然后對(duì)大壩進(jìn)行填筑模擬和蓄水模擬，可得到填筑完成時(shí)和各個(gè)水位對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定應(yīng)力場(chǎng)。