本文關(guān)鍵詞：水庫防滲帷幕滲漏分析研究

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【摘要】：水庫滲漏是水利工程廣泛存在的問題,尤其是一些建成于80年代的水利工程,防滲處理是水利工程的主要內(nèi)容,本文以水庫大壩防滲帷幕探測工程為背景,依據(jù)地下水滲流分析原理,建立地下水滲流計(jì)算模型,計(jì)算帷幕在不同工況下的滲漏量,確定水庫的最優(yōu)帷幕深度。南門峽水庫是一座位于青海省互助縣的中型水庫,在防滲施工設(shè)計(jì)中沿防滲線進(jìn)行了先導(dǎo)孔地質(zhì)鉆探、壓水試驗(yàn),同時還進(jìn)行了孔間電磁波CT、孔內(nèi)溫度場測試、鉆孔全景成像等,直接和間接獲取了帷幕的地質(zhì)信息,通過地質(zhì)資料的對比分析,推測水庫的滲漏區(qū)域及滲漏模式;通過鉆孔全景成像統(tǒng)計(jì)了帷幕線上巖體裂隙數(shù)量、寬度及產(chǎn)狀,利用鉆孔裂隙測量法計(jì)算出裂隙巖體的滲透張量,并利用壓水試驗(yàn)滲透系數(shù)校正了裂隙測量法所獲取的滲透張量,獲得帷幕線上巖體的滲透張量主值及方向;依據(jù)地下水有限元滲流理論,利用有限元地下水滲流模擬軟件Geo-Studio中的Seep/W模塊,沿滲透張量主方向選取了三個剖面,建立滲流分析模型,計(jì)算各工況下水庫壩基的滲流量,計(jì)算結(jié)果與實(shí)際基本吻合,建立左右壩肩滲流模型,模擬計(jì)算左右壩肩不同帷幕深度工況下的滲漏量,確定水庫的最優(yōu)帷幕深度,并計(jì)算在最優(yōu)帷幕深度工況下、設(shè)計(jì)防滲控制標(biāo)準(zhǔn)及不同蓄水位工況下水庫的滲漏量是否小于水庫允許滲漏量。本文的主要研究內(nèi)容如下:1.闡述了地下水滲流原理的數(shù)學(xué)模型和邊界條件,結(jié)合研究區(qū)的工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件,選取有限元地下水滲流模擬軟件Geo-Studio中的Seep/W模塊建立壩基滲流模型。2.通過探測試驗(yàn),獲取并詳細(xì)分析了南門峽水庫在防滲處理設(shè)計(jì)中的探測試驗(yàn)結(jié)果。利用壓水試驗(yàn)、電磁波CT測試、溫度場測試等探測結(jié)果對比分析得出水庫的滲漏區(qū)域及滲漏模式,探測結(jié)果相互吻合,相關(guān)性較強(qiáng),三種探測手段綜合利用可準(zhǔn)確分析探測剖面上的滲水位置及防水薄弱地帶,在水庫防滲帷幕滲漏探測中是可行的,在同類水庫防滲帷幕滲漏探測中值得借鑒。3.利用鉆孔裂隙測量法提取了裂隙巖體的滲透張量,并利用壓水試驗(yàn)滲透系數(shù)對其校正,校正系數(shù)在1周圍波動,且波動幅度較小,滲透張量主方向與裂隙發(fā)育方向一致,與傳統(tǒng)測量法相比能得到較好反映原位地質(zhì)環(huán)境裂隙巖體的滲透能力及主滲流方向,為建立水庫地下水滲流模型提供可靠的參數(shù)。4.建立地下水滲流模型,模擬壩基不同帷幕深度工況下地下水滲流量的變化情況,對比灌漿前后滲流量的變化,模擬結(jié)果與實(shí)際觀測結(jié)果基本吻合,誤差較小,所建模型可用于水庫地下水滲流研究中。建立左右壩肩滲流模型,模擬不同工況下地下水的滲漏量,確定左右壩肩最優(yōu)帷幕深度,并計(jì)算最優(yōu)帷幕深度+設(shè)計(jì)防滲控制標(biāo)準(zhǔn)+不同蓄水位工況下水庫的滲流量小于水庫允許滲漏量,滿足水庫的運(yùn)作要求。
【關(guān)鍵詞】：防滲帷幕 水庫滲漏 滲透張量 地下水滲流模擬 最優(yōu)帷幕深度
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TV697.32;TV223.43
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 1 緒論8-17
• 1.1 研究的背景及意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述9-14
• 1.2.1 水庫滲漏與防滲研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 巖體裂隙滲透系數(shù)研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.3 水庫滲漏探測方法研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 研究內(nèi)容和技術(shù)路線14-16
• 1.3.1 研究內(nèi)容14-15
• 1.3.2 技術(shù)路線15-16
• 1.4 參與的工作及獲取的成果16-17
• 2 滲流理論及滲漏探測技術(shù)17-28
• 2.1 滲流分析基本理論17-18
• 2.1.1 滲流基本定律17
• 2.1.2 滲流基本微分方程17-18
• 2.2 滲流分析有限元法18-21
• 2.2.1 有限元法的基本原理18-19
• 2.2.2 有限元法計(jì)算分析19-21
• 2.3 裂隙巖體滲透參數(shù)取值理論21-24
• 2.3.1 滲透張量計(jì)算原理21-22
• 2.3.2 滲透系數(shù)主值及主滲透方向22-23
• 2.3.3 滲透張量計(jì)算23
• 2.3.4 壓水試驗(yàn)對滲透張量系數(shù)的校正23-24
• 2.4 防滲帷幕滲漏探測技術(shù)24-27
• 2.4.1 地質(zhì)鉆探法24-25
• 2.4.2 單孔壓水試驗(yàn)25
• 2.4.3 電磁波CT技術(shù)25-26
• 2.4.4 溫度場測試26-27
• 2.4.5 鉆孔全景成像27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 3 南門峽水庫工程概況28-33
• 3.1 南門峽水庫病險情況28
• 3.2 庫區(qū)工程地質(zhì)條件分析28-31
• 3.2.1 地層巖性28-29
• 3.2.2 地質(zhì)構(gòu)造29-30
• 3.2.3 區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性及地震動參數(shù)30
• 3.2.4 巖溶發(fā)育特征30-31
• 3.3 庫區(qū)水文地質(zhì)條件分析31-32
• 3.3.1 含水巖組的地下水類型31
• 3.3.2 地下水徑流特征31
• 3.3.3 水文地質(zhì)邊界31-32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 4 水庫帷幕滲漏范圍探測分析及滲透參數(shù)取值33-60
• 4.1 左壩肩滲漏探測及滲漏范圍分析33-42
• 4.1.1 壓水試驗(yàn)及巖體滲透性分析33-38
• 4.1.2 巖體電磁波CT試驗(yàn)分析38-39
• 4.1.3 溫度場測試異常分析39-41
• 4.1.4 探測結(jié)果對比及滲漏分析41-42
• 4.2 壩基滲漏探測及滲漏范圍分析42-45
• 4.2.1 壓水試驗(yàn)及巖體滲透性分析42-44
• 4.2.2 巖體電磁波CT試驗(yàn)分析44-45
• 4.2.3 溫度場測試異常分析45
• 4.2.4 探測結(jié)果對比及滲漏分析45
• 4.3 右壩肩滲漏探測及滲漏范圍分析45-52
• 4.3.1 壓水試驗(yàn)及巖體滲透性分析45-49
• 4.3.2 鉆巖體電磁波CT試驗(yàn)分析49-50
• 4.3.3 溫度場測試異常分析50
• 4.3.4 探測結(jié)果對比及滲漏分析50-52
• 4.4 帷幕線裂隙巖體滲透參數(shù)取值計(jì)算52-58
• 4.4.1 鉆孔裂隙參數(shù)提取52-54
• 4.4.2 滲透張量計(jì)算及校正54-58
• 4.5 本章小結(jié)58-60
• 5 水庫帷幕滲流數(shù)值模擬分析60-82
• 5.1 滲流有限元模型60-63
• 5.1.1 邊界條件及物理模型60-62
• 5.1.2 網(wǎng)格劃分62
• 5.1.3 參數(shù)取值62-63
• 5.2 不同帷幕深度下工況模擬計(jì)算63-78
• 5.2.1 壩基不同帷幕深度下模擬計(jì)算63-68
• 5.2.2 左壩肩不同帷幕深度下模擬計(jì)算68-73
• 5.2.3 右壩肩不同帷幕深度下模擬計(jì)算73-78
• 5.3 不同防滲帷幕滲透系數(shù)工況下計(jì)算78-79
• 5.4 不同蓄水位工況下計(jì)算79-81
• 5.5 本章小結(jié)81-82
• 6 結(jié)論與展望82-84
• 6.1 結(jié)論82-83
• 6.2 展望83-84
• 致謝84-85
• 參考文獻(xiàn)85-87
• 附錄87-88

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本文編號：1012244