病险土石坝渗透规律的模型试验与数值模拟研究

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1、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)，采用模型试验和数值模拟的手段，对病险土石坝的渗透规律和渗漏机理进行研究，从而为病险土石坝的诊断及加固提供理论依据。本论文的主要工作如下：(1)通过搜集国内外大量文献，分析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，并理论分析土石坝病害机理的概化模型。(2)针对于土石坝坝体渗漏破坏形式，假定土石坝建立在不透水地基上，筑坝材料为各项同性体，建立物理模型，根据试验所得结果分析病险土石坝坝体渗透规律。(3)利用孔隙介质流一固耦合理论，在假定

2、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，建立二维病害土石坝渗透模型。(4)利用FLAC3D有限差分分析软件，通过对心墙土石坝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。(5)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。关键词：渗流：土石坝；病害；模型试验；数值模拟；渗

3、透规律；加固技术ABSTRACTThispapercombinestheNationalNaturalScienceFoundationProje℃--t：darnleakageofelectricityon觚integratedimagingtechnologyresearch(50779081)，modeltestandnumericalsimulationmethods，thepenetrationofthedamtostudylawandleakagemechanism，SOastodebrisdamofreinforcedanddiagnosi

4、stheory．Themainworkofthispaperisasfollows：(1)Throughcollectingalargenumberofdomesticandf．0rei朗literature，tounderstanddamthedangeroussituationathomeandabroad，summarized．Thereasonsfordamfailureanddamseepagediseasetype，diseasetypeaccordingtooneofthemostimportantdiseasesofgeneralized

5、theoreticalmodelofthedam．(2)Aimsintheearth-rockfilldamleakagedestructionform，thehypothesisearth-rockfildamestablishmentinthewater-proofground,thebuilddamsmaterialforeachitemofhomogeneousbody,establishesthephysicalmodel，accordingtoexperimentalobtainedresultanalysissicknessdangerea

6、rth-rockfilldamseepagerule．(3)Takeadvantageofthetheoreticalmodelofdiseaseearth—rockfilldam，assumedthattheseepageobeystheDarcy'slaw,assumedthatnotconsidersoilandwatercompression，Soilporesizeandporositynotchangewheninfiltration,assumedthatsoilwatersaturationofthebodyunchanged．Onthe

7、basisofthishypothesis，setuptwokindsoftwo·-dimensionalmodelofearth··rockpermeability．(g)UsingofthefirfiteelementanalysissoftwareFLAC3D，ontheanalysisofstressandporepressureofthetwodiseasemodels，Summingupthelawofearth—rockpermeabilityandthemechanismofearth-rockfindamseepage．Nomatter

8、whatkindofearth-rockdamseepagedamage，inf