无限深透水地基上土石坝坝基渗流控制计算模型及有关问题研究

摘要

土石坝具有对地质条件的要求低，可因地制宜建造的特点。因而，越来越多的人从事土石坝的研究。在土石坝的研究中，土石坝的安全问题一直是人们追逐的热点，而坝基的渗流稳定又是影响土石坝安全的主要问题之一。所以，土石坝坝基的渗流安全问题愈来愈引起坝工领域的关注。我国的水库大坝相当大部分为土石坝，从现有的坝基防渗控制理论来看，还没有较成熟和完善的针对无限深透水地基上的坝基渗流控制计算理论。 在讨论无限深透水地基上土石坝的坝基渗流控制问题时，本文利用边界元法进行分析和讨论，进而建立数学模型进行计算。采用边界元法解决该问题的难度主要在于：当进行垂直防渗计算时，无限深透水地基的部分边界难以确定。本文根据边界元法的基本原理，假设从防渗墙以下的某一深度找到一条边界，当从该边界解出的未知量相对较小时，可近似认为所假设的边界就是其实际边界，从而使模型可以进行计算。同时，本文还对无限深透水地基上土石坝水平铺盖长度对渗流的影响进行分析。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2坝基渗漏在经济方面的影响

1.3渗透破坏及其控制的方法

1.3.1渗透破坏作用

1.3.2渗流破坏所占的比例

1.3.3土石坝坝基渗流破坏的原因

1.3.4土石坝坝基渗流破坏的主要形式

1.3.5坝基渗流破坏的判别方法

1.3.6坝基渗流控制措施

1.4本文研究的意义

1.4.1渗流控制的研究和发展

1.4.2渗流控制理论的现状

1.5本文的研究内容与创新之处

1.5.1本文的主要研究内容

1.5.2研究的可行性分析

1.5.3本文的创新之处

第二章边界元方法及无限深透水地基上土石坝坝基垂直防渗模型的建立

2.1边界元法概述

2.1.1边界元方法与有限元方法的比较

2.1.2边界元法的分类

2.2渗流问题的边界元法

2.2.1边界积分方程的建立

2.2.2加权函数的选取(基本解)

2.3位势问题的边界元法计算公式

2.3.1边界的离散

2.3.2边界积分方程的数值解法

2.3.3影响系数的计算

2.4渗流分析的基本微分方程

2.5垂直防渗模型建立的基本思路

2.5.1模型建立的过程

2.5.2模型的边界元解

2.6解析法求解影响系数

第三章算例及讨论

3.1工程计算实例

3.1.1第一种方案

3.1.2第二种方案

3.1.3第三种方案

3.1.4无渗控措施

3.2防渗方案的比较

第四章无限深透水地基上土石坝坝基水平铺盖防渗长度对渗流的影响

4.1数学模型的建立

4.1.1渗流问题的基本方程

4.1.2边界上的积分方程

4.1.3边界点积分方程的离散形式

4.1.4影响系数

4.2算例及分析

4.2.1以边界元法对新疆恰拉水库渗流进行分析

4.2.2设计算例

4.3铺盖长度与渗流量的关系

第五章结语

主要参考文献

致谢

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