土石壩滲流參數(shù)反演的數(shù)值分析方法.pdf

1、在水利工程中，滲流對(duì)水工建筑物的影響是工程安全最主要的方面，尤其是對(duì)土石壩這樣的以各種土料填筑的水工建筑物。土石壩作為壩工建筑物中應(yīng)用最為廣泛，發(fā)展最迅速的一種形式，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，取材方便。這樣的結(jié)構(gòu)形式和材料特性，使得土石壩成為各種形式的擋水建筑物中，與滲流關(guān)系最為緊密。許多土石壩的潰決和破壞都是由滲流引發(fā)的，因此合理的控制滲流是保障土石壩安全運(yùn)行的必要條件。
　　 本文對(duì)滲透系數(shù)反演的數(shù)值方法進(jìn)行了系統(tǒng)、深入的研究。作為研究工

2、作的基礎(chǔ)，首先對(duì)滲流場(chǎng)有限元數(shù)值分析進(jìn)行了理論推導(dǎo)，分別采用了變分法和伽遼金法推導(dǎo)計(jì)算過(guò)程，得出了一致的推導(dǎo)結(jié)果，從公式的推導(dǎo)過(guò)程來(lái)看，伽遼金法相比變分法其物理意義更為明確，推導(dǎo)過(guò)程清晰簡(jiǎn)明，推導(dǎo)的邏輯銜接緊密，更加有利于把計(jì)算過(guò)程實(shí)現(xiàn)程序化模塊化，便于以后對(duì)程序的不斷完善和補(bǔ)充。在理論研究的基礎(chǔ)上，編制了確定性滲流有限元程序，對(duì)滲流有限元程序進(jìn)行正確性和準(zhǔn)確性驗(yàn)證：采用穩(wěn)定-非穩(wěn)定滲流算例，分別驗(yàn)證了在穩(wěn)定狀態(tài)下和非穩(wěn)定狀態(tài)下有限元程

3、序計(jì)算的可靠性和準(zhǔn)確性。其次，在滲流計(jì)算的正分析的基礎(chǔ)上提出了滲流參數(shù)反分析問(wèn)題，本文采用確定性模型進(jìn)行滲流計(jì)算，對(duì)確定性數(shù)學(xué)模型中滲流基本參數(shù)的確定方法進(jìn)行歸納總結(jié)，分析滲流基本參數(shù)的影響因素，提出滲流基本參數(shù)求解的新方法，即利用壩體的沉降變形和水頭監(jiān)測(cè)資料來(lái)求推求滲流基本參數(shù)。對(duì)土石壩各向異性滲流狀態(tài)對(duì)壩體安全影響作出分析判斷，同時(shí)利用算例進(jìn)行了驗(yàn)證。最后，本文利用黑河金盆水庫(kù)大壩0+225斷面內(nèi)心墻的實(shí)測(cè)沉降變形資料和實(shí)測(cè)水頭資料