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水庫(kù)壩體滲流穩(wěn)定性分析-文庫(kù)吧

2026-05-27 11:57 本頁(yè)面

【正文】引發(fā)大壩垮塌失穩(wěn)。壩體的滑坡引起的失穩(wěn)事件時(shí)有發(fā)生。滕口水庫(kù)施工過(guò)程中壩體質(zhì)量未能得到嚴(yán)格管控，造成壩體質(zhì)量低于規(guī)范要求，1961年9月28日3小時(shí)降水達(dá)到271mm，引發(fā)迎水墻發(fā)生滑坡，最終導(dǎo)致壩體垮塌[3]。由此可見(jiàn)，滲流和滑坡是土石壩穩(wěn)定性分析的關(guān)鍵因素，在土石壩的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注這兩個(gè)問(wèn)題[4]。這兩個(gè)問(wèn)題之間并不是相互獨(dú)立的，滲流和滑坡之間相互聯(lián)系，相互影響，屬于流固耦合問(wèn)題[58]。因此本文總結(jié)了土石壩的滲流問(wèn)題和邊坡穩(wěn)定性問(wèn)題的分析方法，然后分析了兩者之間的聯(lián)系。本文對(duì)于土石壩穩(wěn)定性分析的滲流、滑坡以及流固耦合問(wèn)題具有一定的參考意義。圖1 土石壩結(jié)構(gòu)示意圖[7]2 土石壩的滲流分析方法滲流是指流體在多孔介質(zhì)內(nèi)的流動(dòng)，它涉及到流體力學(xué)、巖土力學(xué)和水力學(xué)等學(xué)科。隨著近現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和理論研究的成熟，滲流逐漸發(fā)展出其自己的理論基礎(chǔ)和計(jì)算方法，并在多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。滲流理論的基礎(chǔ)是達(dá)西定律。1956年達(dá)西通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到了線(xiàn)性滲透理論，這一理論成為滲流的基礎(chǔ)。隨后，為了解決較復(fù)雜的滲流問(wèn)題，巴甫洛夫斯基提出了用于解決滲流問(wèn)題的電擬法，隨后在此基礎(chǔ)上，電網(wǎng)絡(luò)法也相繼被提出。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，有限差分法、有限元法和邊界元法等數(shù)值分析方法被廣泛應(yīng)用于滲流問(wèn)題中。土石壩滲流分析研究方法有很多，將其歸類(lèi)可以分為三種：解析求解方法、物理試驗(yàn)?zāi)M方法、數(shù)值模擬方法，具體情況如圖2所示。由于各種方法的求解過(guò)程中均有一定的假設(shè)，因此往往采用不同的方法進(jìn)行求解，對(duì)得到的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。解析求解方法是直接借助數(shù)學(xué)手段求取基本微分方程解析解的方法。解析求解可以分為直接解法、復(fù)變函數(shù)法、組合法和水力學(xué)法。直接求解是通過(guò)直接對(duì)基本微分方程求解的方法，它存在一定的局限性，只能用于一定形式的方程，由于該方法直接求解，保證了其結(jié)果的精確性，但是正是由于建立數(shù)學(xué)模型過(guò)程中的諸多條件，導(dǎo)致該方法實(shí)用性不高，多用于簡(jiǎn)單的模型計(jì)算和簡(jiǎn)單問(wèn)題的定量分析中。復(fù)變函數(shù)法通過(guò)復(fù)變函數(shù)的方法，通過(guò)與已有解答區(qū)域的域轉(zhuǎn)換求得未知區(qū)域的滲流問(wèn)題。組合法是把一個(gè)較復(fù)雜的求解區(qū)域劃分成簡(jiǎn)單形式的滲流區(qū)域，通過(guò)簡(jiǎn)單區(qū)域的求解最終組合獲得整個(gè)區(qū)域滲流問(wèn)題的解的方法。水力學(xué)法則是將滲流條件通過(guò)

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