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混凝土面板堆石坝开裂统计及堆石坝渗流分析研究

混凝土面板堆石坝开裂统计及堆石坝渗流分析研究

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作者：李锐青西安理工大学

学位级别：硕士

随着水利工程的建设越来越多,混凝土面板堆石坝的发展极为迅速,由于该坝型的结构简单,施工方便,适应性好,造价低等优良特点深受坝工界青睐。经过长时间的建设与发展,混凝土面板堆石坝各项技术已经相当成熟,但同时大坝渗流问题一直存在... 详细信息

随着水利工程的建设越来越多,混凝土面板堆石坝的发展极为迅速,由于该坝型的结构简单,施工方便,适应性好,造价低等优良特点深受坝工界青睐。经过长时间的建设与发展,混凝土面板堆石坝各项技术已经相当成熟,但同时大坝渗流问题一直存在着。面板堆石坝防渗体最为常见的破坏方式便是裂缝的产生,防渗体的开裂导致大坝渗流场发生变化,从而引起工程上各种问题的产生。本文通过统计分析以及数值计算,建立了考虑水压力的裂缝渗透系数计算方法,探究水压力对裂缝渗透性的影响。并基于该方法对混凝土面板堆石坝面板及防渗墙不同工作性态下的渗流场进行计算研究,得出面板堆石坝防渗体不同工作性态下的渗流特性。同时结合实际工程建立三维模型,计算分析面板完整情况下与面板开裂情况下不同渗流控制方案的渗流场规律变化,包括各种防渗措施以及材料渗透性敏感度的分析,并得出相关结论:(1)收集大量混凝土面板堆石坝面板开裂案例,以及实际工程中面板堆石坝的裂缝处理资料,统计分析了裂缝宽度、裂缝位置、裂缝走向、裂缝成因以及裂缝处理等,研究了混凝土面板堆石坝裂缝特性。(2)建立考虑水压力的裂缝渗透系数计算方法,探究水压力对裂缝渗透性的影响。基于该方法对混凝土面板堆石坝面板以及防渗墙不同工作性态下渗流场进行计算研究,包括面板不同水压区域、不同破坏范围大小、不同防渗墙开裂高度以及不同防渗墙渗透性的计算分析。通过对渗流场各要素包括水头等值线、浸润线、渗流量等因素的比较分析,得出相关结论。(3)结合实际工程建立三维模型,计算了面板完整情况下与面板开裂情况下不同渗流控制方案的渗流场规律变化,并进行比较分析。分别对单独防渗以及联合防渗进行了系统性计算分析,同时考虑了水平铺盖以及覆盖层渗透性对渗流场的具体影响,得到其参数以及渗透性的有效范围。通过数据统计以及对各物理量变化规律的分析,得出混凝土面板堆石坝渗流控制相关结论。

关键词：面板堆石坝面板开裂防渗墙开裂渗流控制裂缝渗透系数计算方法

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