深厚覆盖层土石坝三维渗透特性分析

论文摘要

深厚覆盖层是指堆积于河谷之中,厚度大于30m的第四纪松散堆积物。其具有结构松散、岩性不连续,在水平和垂直方向上有较大变化、成因类型复杂、物理力学性质呈现较大不均匀性的特点。随着水利事业的发展,在我国西南地区兴建的土石坝多数会碰到深厚覆盖层地基,深厚覆盖层土石坝的防渗技术和渗透稳定问题已成为一个突出的问题。本文以西藏某水利枢纽大坝为研究对象,结合前人研究成果,对渗流控制原理和措施进行了深入研究,并应用基于有限元的ADINA软件与GEOSTUDIO中的渗流模块分析了不同防渗方案下坝址区的渗流场、渗流量、渗透比降,并推荐了优化的方案,系统分析了深厚覆盖层土石坝的三维渗透特性。本文主要研究成果如下:(1)依据渗流控制原理,较系统地阐述了深厚覆盖层基础防渗处理的措施、防渗体系的连接形式以及工程实际应用的效果,为西藏某水利枢纽工程深厚覆盖层基础防渗方案的选择提供参考。(2)根据西藏某水利枢纽工程坝址覆盖层的基本特征及分布特点,对其渗透特性及渗透稳定问题进行分析评价,建立了渗流分析评价的准则。(3)应用三维和二维有限元方法分析了该坝址区的渗流场、渗流量、渗透比降,对不同防渗设计方案的防渗效果进行对比分析研究。(4)依据不同防渗效果,推荐了防渗控制的最优方案,并提出了下阶段应该重点研究的方面,为防渗控制的提高提出了指导性建议。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文的研究背景
• 1.2 渗透特性分析的研究现状
• 1.2.1 国外发展状况
• 1.2.2 国内发展状况
• 1.3 深厚覆盖层基础上建坝研究概况
• 1.4 本文的研究目的及内容
• 第二章 深厚覆盖层土石坝的渗流控制
• 2.1 渗流控制理论
• 2.1.1 以防渗为主的阶段
• 2.1.2 防渗与排渗相结合的阶段
• 2.1.3 明确反滤层保护渗流出口是渗流控制的关键措施
• 2.2 渗流防控措施
• 2.2.1 水平防渗措施
• 2.2.2 垂直防渗措施
• 2.2.3 排渗措施
• 2.2.4 压渗措施
• 2.2.5 反滤措施
• 2.2.6 联合防渗
• 2.3 防渗体系连接
• 2.3.1 防渗体与地基的连接
• 2.3.2 防渗体与两岸岩体的连接
• 2.4 本章小结
• 第三章 渗流计算分析理论
• 3.1 渗流分析基本理论
• 3.1.1 渗流的基本概念
• 3.1.2 渗流的基本定律
• 3.1.3 渗流的基本方程
• 3.2 渗流数值分析常用方法简介
• 3.2.1 有限差分法
• 3.2.2 有限单元法
• 3.2.3 边界元法
• 3.2.4 无单元法
• 3.3 本章小结
• 第四章 西藏某水利工程大坝三维渗流计算分析
• 4.1 工程情况和计算任务
• 4.1.1 工程概况
• 4.1.2 坝址区工程地质及水文地质情况
• 4.1.3 三维渗流计算的任务
• 4.2 三维渗流计算软件
• 4.3 三维渗流计算模型和条件
• 4.3.1 计算模型概化及边界条件
• 4.3.2 防渗体、坝体、坝基材料的渗透系数
• 4.3.3 计算方案说明
• 4.4 三维渗流计算结果分析
• 4.4.1 渗流场分析
• 4.4.2 渗流量分析
• 4.4.3 渗透比降分析
• 4.4.4 推荐的防渗方案
• 4.5 本章小结
• 第五章 深厚覆盖层土石坝二维渗流计算分析
• 5.1 二维渗流计算软件介绍
• 5.2 材料参数和计算工况
• 5.3 计算方案说明
• 5.4 计算模型
• 5.4.1 无防渗计算模型
• 5.4.2 上游10m 厚粘土铺盖计算模型
• 5.4.3 下游褥垫排水计算模型（褥垫长90m）
• 5.4.4 下游粘土压盖方案计算模型（60m 厚45m 高）
• 5.5 各方案计算结果
• 5.5.1 无防渗措施结果
• 5.5.2 上游坡10m 厚粘土贴坡防渗措施结果
• 5.5.3 下游褥垫排水防渗措施结果
• 5.5.4 下游压盖粘土防渗措施结果
• 5.6 计算结果分析
• 5.6.1 渗流场分析
• 5.6.2 渗流量分析
• 5.6.3 渗透比降分析
• 5.7 本章小结
• 第六章 总结和建议
• 6.1 总结
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间的论文及项目情况