土石坝渗透规律与渗漏机理研究

论文摘要

本论文结合国家自然科学基金项目:土石坝渗漏的电震综合成像诊断技术研究（50779081）,采用数值模拟的手段,对土石坝的渗透规律和渗漏机理进行研究,从而为土石坝的加固及诊断提供理论依据。本论文的主要工作如下:（1）通过搜集国内外大量文献,了解国内外土石坝的病险现状,归纳总结了土石坝渗流破坏的原因以及土石坝病害类型,依据其中两种病害类型概化出土石坝病害的理论模型。（2）利用孔隙介质流-固耦合理论,在假定渗流服从达西定律,假定不考虑土体和水的压缩性,渗透时土体的孔隙大小和孔隙率不变,假定土体内水的饱和度不变的基础上,建立两种二维土石坝渗透模型。（3）利用FLAC3D有限元分析软件,通过对两种土石坝病害模型的应力以及孔压等的分析,总结出了土石坝的渗透规律和土石坝渗漏机理。无论何种土石坝的渗漏破坏,土的渗透破坏都是从薄弱的渗流出口开始的,渗流先带走土颗粒,然后继续向上游发展,最后形成上下游连通的渗流通道。（4）本论文的研究为土石坝加固技术方案提供参考,在现有土石坝加固技术的基础上,对现有土石坝加固技术提出建议。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 土石坝的发展概况
• 1.2.2 我国土石坝现状
• 1.2.3 土石坝渗透规律的研究现状
• 1.3 本文的主要研究内容及思路
• 第二章 土石坝工程渗漏病害成因及主要类型分析
• 2.1 引言
• 2.2 土石坝病害的主要类型
• 2.2.1 结构及构造性病害
• 2.2.2 渗漏性病害
• 2.3 渗漏的主要原因分析
• 2.4 土石坝渗透规律及渗漏机理的概化模型
• 2.5 本章小结
• 第三章 流体－固体耦合理论
• 3.1 引言
• 3.2 饱和多孔介质流－固耦合理论
• 3.3 水、气二相渗流与双重介质变形的流固耦合模型
• 3.4 PFC－CFD 耦合细观模型
• 3.5 孔隙度和渗透率K 的动态模型
• 3.6 孔隙介质流固耦合模型
• 3.7 裂隙岩体流固耦合模型
• 3.8 流－固耦合理论研究中存在的问题
• 3.9 本章小结
• 第四章 基于流－固耦合理论的土石坝坝体渗透规律分析
• 4.1 渗流计算原理
• 4.2 土石坝渗透模型的建立
• 4.3 FLAC3D 方法数值模拟
• 4.4 心墙土石坝的计算分析
• 4.5 土石坝渗透规律分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 土石坝渗漏机理分析及加固措施探讨
• 5.1 土石坝渗漏机理分析
• 5.2 土石坝加固措施探讨
• 5.2.1 土石坝加固技术的现状
• 5.2.2 土石坝加固措施的改进与建议
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与建议
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文及参与科研情况