江口水电站坝基渗流有限元分析

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2、垃；}J的F该方程是甲I自l稳定瞎流的基术方程。常川的一个梯缎。畦枢纠工程位丁芰蓉江坷uLi}}求衅方法有样析泣、以有限z为代丧的敦伉法、】5KM的峡柞中。河荐深J立为300m。为人型水库，实验法和同样法等。1-型lU站【程。羼等r．拭，土矍建筑物为绂2．2计算原理建筑物。枢纽工程组成有混凝t烈曲拱坝．发电根据上程特点，拟采用图解泣和有限兀浩。引水系统度电抖J房、消力池及’道坝。坝址区2．Ll圈解往、F面示意罔如图l。幽2表示透水地基上摧凝士坝F渗流的流1．2工程水文地质资料网图，图中标有号码r、2’、3’、4’、5’的农币流线：坝址区枯水面高程I舳m，柯应符宽40～号码

3、I、2、3⋯袭示等势线。由流鼓和等势鼓60m．水深1～5m。河谷形态为“v”河咎．咎宽蛆成的曲线正交嗣格成为淆c同“’。为330m。水库正常水位300m总库容量497亿一{r、＼^j．一Ⅲ’。坝州匣共发现再娄软弱必培89条。河床oi。．～--^一一一软弱出层小发育。透水性较芹。近岸水平距离一了t，：一盘。一l65m范嘲内，地r水水力坡度s；．层较堙-o：．、：■L。二ij轮／、尊j7．u。rj，‘；’一=一：0．，较陡．岩}存崖c}，地F水与降雨关系叫显，且目2a^n基±*牡甥下津蠢的巍月田与芰蓉江水位冉明显的对应关系。根据流网．可得洛流场巾备点的压力水头、渗透流显和水力

4、坡降“’。”压力水头m=卅Ⅳ=△删O—D(Ⅳ一O(2)式中．口Ⅳ为上F游水位差．也就是水从上游到下游的总水头损失．单位Ⅲ；Ⅳ为等势线问隔数；一为等势线数。压力水头^。的可由流同图按比例直接测出。目1*址E地m}Ⅲi意目2)渗透流量2渗流计算方法通过坝F渗流l＆的单宽潘流量：2．1概述g=∑却=Ⅳx：7*^n-(3)考虑刊本【。程}．居的各向淳透系数接近．nnⅡ似认为淳透并I自同性，即^。=I．，删式中肼为流嘲中的流槽数。数值上等于流蹴豢瓣：：搿；础搿，【：嬲嚣翟i鬻嚣：裟麓：瓣““8☆导#日：程*B，M±，∞iⅨI学R十^《HI“}RBT

5、lall=dm吲@163c呷20

6、09年6月第二届湖北省土木工程专业大学生科技创新论坛论文集数减l；q的单位为m2／d。通过坝底的总渗流量可由式(4)确定Q=弘(4)式中，L为坝基长度。3)水力坡降f：竺(5)式中，口Z为该网格处流线的平均长度2．2．2有限元法1)压力水头根据变分原理，得到水头的泛函数E‘3卜‘射：居=Ⅱ{三[k工(警)2+ky(考)2]一卵卜哆yc6，取泛函数的最小值，将其离散化得：吲{H}+{F}=0(7)其中，嗍h称为渗透性矩阵。由公式(7)可求得各节点的压力水头。本工程水利枢纽其轴线较长，因此，在有限元计算时，可按平面应变问题来分析。该有限元法采用三角形单元，离散单元如图3所示。

7、YVrq=j≥t包，q，[毒芝][三：2：乏]{曼2}c8，过流断面的流量Q。3计算方案与计算条件表l江口坝址区二维渗流计算方案表方上游水位下游水位河床帷幕底高排水深度模型说明案㈣(m)河床1．1剖l300183．8560正常蓄水位条件、无渗控措施防渗帷幕线路：5每l&23、帷幕后设面23∞183．85602／3H排水孔3．2计算条件相关计算参数如表2所示。袭2江口坝址区计算参数表水头(m)渗透系数(m／们上游下游毛300183．851．451520．01728注：kI为加m以E土层渗透系觌七：为加m以下渗透系数。4坝基渗流计算分析4．1坝基防渗体坝址区地质大部分为滨海相

8、碳酸盐和软弱夹层，局部有岩溶发育。而且透水层较厚，如果采用混凝土防渗墙，造价较高，施工难度比较大。因此本工程采用防渗帷幕”。。根据设计及地质资料，本阶段帷幕下限定位河床60m，该防渗帷幕为悬挂式帷幕。考虑施工的可行性及工程造价，在防渗帷幕后增加排水孔，排水孔间距为3m嗨1。可以减少造价。取河床中部纵断面(I．I剖面)作为计算断面，防渗帷幕线路平面布置图如图4。4．2坝基渗流量计算坝基处的土是层状土，计算渗流量Q时，在无渗控措施条件下，渗流主要在第一层土，计算Q时，主要以第一层土为主，在采取渗控措施条件下，以防渗帷幕底端处所在第