某土石坝运行期渗流状态测试分析与理论研究

摘要

建国以来，我国陆续建造了很多土石坝水电工程。土石坝具有低廉的造价、简单的结构、较强的环境适应性、较好的抗震性、可靠的工作状态、较长的寿命以及较低的施工难度，因而能够被广泛的采用。但是滑坡、渗透破坏等灾害也一直困扰着众多土石坝的安全运行。因此对土石坝进行渗流监测并对成果进行分析是必不可少的。
　　 本文结合某土石坝项目的建设资料以及有限元渗流分析理论，主要完成以下内容:
　　 (1)对运行期土石坝渗流监测项目的意义和设计思路、监测手段以及监测系统的组成进行了简要介绍。
　　 (2)采用传统手段结合工程实际监测数据进行了数据整编、回归统计等项目的分析。包括坝体孔隙水压力、坝体浸润线以及渗流量等项目的分析，得出一些初步结论。
　　 (3)在前人研究成果的基础上，阐述非饱和土的渗流特性，渗流计算的数学模型以及利用有限元方法计算土石坝渗流场的方法，选择单元传导矩阵调整法进行分析。
　　 (4)以MIDAS/GTS岩土专业通用结构分析以及优化设计系统为平台，对该项目进行建模，并进行有限元渗流数值模拟计算。结果表明，实测监测数据和有限元模拟的结果总体较为相近，出现偏差的数据一般是因为监测仪器读数不准，结构存在薄弱环节，提示工程管理人员进行相应的改造和处理。
　　 传统的代数统计分析方法仅能基于测点监测数据变化规律原理对监测数据进行甄别，而不能指出结构的合理值，应用MIDAS/GTS软件进行有限元分析先取得理论值可较好地弥补这一不足，表明该软件在模拟渗流场上具有一定的实用性。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 渗流分析研究现状

1．2．1 国外发展状况

1．2．2 国内发展情况

1．3 土石坝渗流及监测技术

1．3．1 土石坝渗流问题

1．3．2 土石坝渗流监测技术

1．4 本文的研究内容和方法

1．4．1 主要研究内容

1．4．2 主要研究方法

第二章 大坝渗流实测成果分析

2．1 工程概况

2．1．1 工程概述

2．1．2 坝基工程地质概况

2．1．3 工程建设情况

2．2 坝体渗流监测内容及方法

2．2．1 坝体渗流监测的意义和设计思路

2．2．2 一般坝体渗流监测项目及手段

2．2．3 本工程坝体渗流监测介绍

2．3 监测资料整理与分析

2．3．1 坝体孔隙水压力监测

2．3．2 坝体浸润线监测

2．3．3 渗漏量监测

2．4 本章小结

第三章 土石坝渗流场及自由面的有限元分析

3．1 有限元概述

3．2 有限单元法的一般分析过程

3．3 非饱和土的渗流特性

3．3．1 非饱和渗透系数

3．3．2 土体水分特征曲线

3．4 岩土工程有限元软件midas—GTS介绍

3．5 midas—GTS软件进行渗流分析的原理

3．5．1 稳定流分析

3．5．2 非稳定流分析

3．5．3 基本方程式

3．5．4 有限元方程

3．6 midas—GTS建模与参数的设定

3．6．1 建模的若干假定与简化

3．6．2 单元参数的选取与模型的建立

3．6．3 边界条件的设定

3．7 数值计算结果及分析

3．7．1 数值计算结果

3．7．2 数值计算结果分析

3．8 本章小结

第四章 结论与展望

4．1 结论

4．2 有待进一步研究的问题

参考文献

致谢