孟底沟水电站厂坝区三维渗流场分析及渗控效果评价

采用有限元法对巴底水电站大坝进行三维渗流模拟研究,用等参六面体单元精确模拟了坝区各地层和坝体的空间分布,模拟了不同工况下大坝的渗流场分布规律,并分析计算了不同防渗措施下的水头分布、单宽渗漏量和渗透坡降,以及对大坝渗流场的影响。结果表明:坝体采用沥青混凝土心墙、坝基采用混凝土防渗墙满足防渗要求。

运用visualmodflow软件对万家口子水电站拱坝坝基渗流进行了模拟研究,用六面体单元精确模拟了排水孔孔径、孔深和孔距及帷幕的空间分布,同时对影响渗流场主要的渗流通道,如不整合面、断层、裂隙带等进行了精确模拟,在此基础上分析了坝基渗流场分布规律。综合评估了坝基渗流场的主要渗流特性、宏观渗流控制能力和局部渗流控制薄弱环节。研究表明,不整合面对坝基渗流特性影响很大,建议施工时应尽量开挖到不整合面以下,或将帷幕穿透不整合面以提高帷幕的防渗效果。

应用有限单元法对大坝蓄水后的三维渗流场进行数值模拟研究，比较了各种渗控措施的效果，并提出了优化方案。提出了能迅速精确模拟厂房周围排水井列的新方法——附加渗径元法，首次对具体工程双道防渗墙局部损坏—开裂和开叉后渗流场的影响进行了分析，并提出了允许缝宽和开叉高度

本文主要叙述二滩水电站枢纽工程地基三维渗流计算的研究成果及渗控措施的合理布局方案,计算成果表明:(1)二滩水电站枢纽工程地基的岩石比较完整,渗透性小,帷幕灌浆在减小扬压力方面作用不大,因此,地基的渗流控制措施应以排水为主。(2)两岸坝肩的抗力体帷幕和排水井倾向上游,这对降低坝肩的扬压力和地下水位起良好的作用,有利于坝肩稳定。(3)坝后的排水线方向与流线垂直,排水效果好。(4)排水井井口高程低,排水效果好。

坝基渗流是威胁观音岩水电站安全运行的主要问题之一。针对观音岩水电站坝区复杂的地质条件和多重渗控措施,建立较为精细的坝区三维整体计算模型,采用基于计算流体力学(cfd)的三维非稳态水气两相流渗流模型,对正常蓄水位下的坝基三维渗流场进行了数值模拟,并重点分析了典型剖面的渗流特性和渗控措施的渗控效果。分析表明,坝基渗流场中的水头、水力梯度、扬压力、渗流量等基本都在正常范围内,不会对坝基渗流安全稳定构成较大威胁;防渗帷幕和排水系统的渗控效果显著,有效改善了坝基渗流场的分布,渗控布置方案合理有效。

利用有限元渗流分析模块,基于\"空气单元\"法,针对戈兰滩水电站6~#坝段坝基渗流量偏大问题,进行三维渗流反演分析,通过多种工况计算,经与实测结果对比分析,认为该坝段渗流量偏大的主要原因是帷幕防渗效果较差,采取补强帷幕可有效降低渗流量。

针对猴子岩面板堆石坝的坝体、坝基以及防渗帷幕等结构进行了三维建模。采用饱和稳定渗流有限元法、渗流量插值网格法对猴子岩面板堆石坝进行了三维渗流计算分析。重点研究了面板和防渗帷幕联合作用下渗流场分布特征和防渗效果,探讨了面板出现裂缝、垫层渗透性等对坝区渗流场的影响。

利用有限元渗流分析模块,基于＂空气单元＂法,针对戈兰滩水电站6^#坝段坝基渗流量偏大问题,进行三维渗流反演分析,通过多种工况计算,经与实测结果对比分析,认为该坝段渗流量偏大的主要原因是帷幕防渗效果较差,采取补强帷幕可有效降低渗流量。

以西南某水电站为例,依据坝址区工程地质条件构建了边坡三维模型,模拟了地形地貌、岩层分级和主要地质结构面,借鉴锦屏一级等类似工程资料确定雾化雨强度和影响范围,以年均河床水位与地下水位为控制边界条件进行三维饱和非饱和降雨入渗计算。分析渗流结果表明,坡面平缓和坡脚处的压力水头明显上升,距离坝址越远雾化降雨对边坡影响越小。该方法结果合理,实用性强。

’吨；建箱柏，ii氛丽替三乱 1997年第2期●北水电总6o期 瀑布沟水电站三维非稳定渗流有限元计算 午_旦毫／(水利水电科学研究院，北京，1004)_rz～ 墼竖(北京大学，北京，10871) 武桂生(水利水电科学研究院，北京，100044) 1工程概况 瀑布沟水电站位于大渡河中游．坝址多 年平均流量1230～l370m／s，总库容5o余 亿m，装机容量330万kw，多年平均发电量 140余亿kwh。 该水电站主要水工建筑物有拦河大坝、 泄洪建筑物、引水发电建筑物、放空水库用的 泄水建筑物及木材过坝建筑物等． 拦河大坝采用土质直心墙堆石坝，坝顶 高程856m，最大坝高190m，上赫坝坡为 1：2．00～12．25，下游坝坡为ll2．00～ l2．20。心墙顶高程855m，心墙底高程66

郑州大学毕业设计（论文） 题目水电站卷扬式 启闭机结构设计 院系机械工程学院 专业机械工程及自动化 年级 学生姓名 指导教师 2013年6月1日 i 摘要 启闭机是水电站中用来调节闸门开度、起吊拦污栅，实现调节水流、拦洪蓄 水、排沙冲沙等目的的重要起重机械。启闭机的生产质量和工作性能，对水利水 电工程的正常运行，乃至对人民的生命财产安全都至关重要。 本文在充分论证的基础上，选定固定卷扬式启闭机进行设计和研究，把三维 建模和有限元分析方法引入启闭机设计。首先，利用机械设计理论完成了固定卷 扬式启闭机结构的设计与计算；然后用solidworks软件进行了三维建模，得到其 三维实体模型，并利用solidworkssimulation插件对启闭机机架进行有限元分 析，这对提高启闭机的设计质量和改进制造工艺具有一定的指导意义。 由于在设计时采用了先进

宝珠寺水电站工程坝基有较发育的构造及泥化夹层,大量排水将会导致灾难性的渗透变形。本文针对宝珠寺的地质情况,进行了坝基渗透变形的可能性分析,提出了控制措施—渗控设计,并以三维电网络法模拟试验进行了复核,验证了渗控设计的可靠性。

锦屏二级水电站位于四川省雅砻江干流锦屏大河湾上,利用大河湾之间的水位落差,凿洞引水发电,是雅砻江上装机规模最大的水电站。其引水隧洞长约18～20km,并具有超深埋、大直径特点。工程地质和水文地质条件极其复杂,采用反演分析方法来修正确定水文地质参数;由于研究的范围很大,而隧洞尺寸相对很小,计算模型采用大模型和小模型相结合的连续介质模型,对大结构面如断层则采用薄断层导水单元来模拟其导水率。通过计算分析研究,预测引水隧洞在施工中的最大渗水量,评价、分析和讨论了隧洞开挖和形成后对周围环境的影响,为设计施工提供参考依据。

在对江坪河水电站区域地应力场特征进行实测分析的基础上,通过对三维模型施加不同的边界载荷,对比分析应力拟合点处的计算应力与实测应力,采用三维数值分析方法对水电工程坝址区初始地应力场进行反演分析。结果表明:江坪河水电站坝址区初始地应力场量值较低,最大主应力为2.5mpa,方向为n45°w;最小主应力为1.5mpa,方向为n45°e。应力拟合点处应力计算值与实测值较为接近,表明反演得到的坝址区初始地应力场是合理的,符合坝址区地质构造历史背景。

拉西瓦水电工程坝址区为高山峡谷地貌,受地质构造应力、自重、地表剥蚀和河流侵蚀卸荷等多因素影响而赋存有高地应力,河谷区钻孔岩芯饼化与探洞片状剥落现象明显。该区地应力场及其空间分布特征与多期地质构造运动及河谷演化历史等因素有关,要合理确定其三维地应力分布状况与大小难度较大。为此,采用多元回归与逐步回归相结合的方法对工程区域初始地应力场进行了详细反演。在此基础上,深入研究了河谷区地应力场的空间分布特征与规律,并就其形成机理开展了多因素影响效应分析,可供我国高地应力区水电工程建设参考。

基于小湾水电站坝址区工程地质地形条件,研究分析了影响工程考察域初始地应力场的基本因素及其空间分布,建立了坝址区三维有限元计算模型和初始地应力场参数空间分布模型;利用大型通用有限元软件msc.marc和地应力实测资料,借助最小二乘法原理,以回归精度为目标函数,优化了构造挤压荷载的模拟和作用组合,实现了初始应力场空间分布模型的参数估计。计算结果表明,改进后的方法较传统方法回归精度有了较大提高,能较为合理地模拟小湾坝址区三维初始地应力场。

结合某水电站坝区地形地质条件,利用21个测点的实测资料对坝区的地应力场进行三维有限元回归分析,揭示了该地区域内岩体初始地应力场的基本特征和分布规律,并研究了地质构造和左右岸各类结构面对坝址区初始地应力场的影响.

针对安宁水电站大坝的渗流稳定问题,在典型剖面概化处理的基础上,建立反映主要地质构造的计算模型,采用二维有限元渗流分析,得到不同防渗墙防渗深度下坝体和坝基各部位的渗透比降、浸润线高度及渗流量。通过分析比选,得到安宁水电站大坝防渗墙合理的防渗方案为覆盖层全封闭87m防渗墙且墙下基岩不设置帷幕。

岩体初始地应力场是地下洞室围岩稳定与支护结构设计所需要的基本因素之一,初始地应力场是否可靠将直接影响到工程设计与施工的可靠性与安全性。结合某水电站厂区的地质条件及地应力实测资料,引入灰色控制系统理论,采用三维有限元法和采用静态的三因素灰色计算模型gm(0,3)对厂区岩体初始应力场进行回归反演分析。计算结果表明,厂区存在较大的水平向地质构造作用,岩体的地应力由自重和构造应力叠加而成。实测点的计算应力值与实测值在量值上和方向上都较为接近,表明经过回归得到的地应力场是合理的,从而获得地下厂房厂区初始应力场较为合理的分布规律,为地下厂房的开挖模拟及稳定性分析提供了合理的初始应力场。

英布鲁水电站枢纽整体三维渗流数学模型的模拟区域包括河床式水电站,泄水建筑物,左、右土坝及两岸山体。设置有限元结点9400点,空间单元4.6万多个,为大型水利枢纽整体三维渗流数学模型之一。文中导出了混合阶空间4面体单元的渗透矩阵,建立了虚点,虚元与空间单元沿纵向自动剖分定向控制相结合的技术,来反映土层尖灭以及土层和建筑物复杂的轮廓变化。该项研究成果为枢纽中的土坝方案优选提供了论据。根据水电站枢纽整体三维模型计算成果提出的若干建议,已被工程设计部门采纳。

联合运用固定网格的节点虚流量法及能严密地模拟排水孔实际渗流行为的排水子结构技术,对糯扎渡水电站地下厂房区渗流场进行了三维整体有限单元法分析研究.结合工程的现拟渗控设计方案经多种工况的求解,较详细地分析了该电站地下厂房区的渗流场特性,论证了现有防渗帷幕和排水设计方案的明显渗控效果,为设计提供了可靠依据.在渗流场求解方面应用了目前较好的算法:一方面把排水子结构纳入节点虚流量法中;另一方面把节点虚流量法中的渗流虚域与实域、虚单元与实单元的概念引入排水子结构,使求解有复杂排水孔幕和排水廊道的工程渗流问题得到了较好地解决.

根据瀑布沟水电站设备量大,管系复杂、厂区管理要求高的特点,研究建立一套以计算机网络为载体,借助地理信息技术(gis)和3d虚拟现实技术为应用平台的信息系统,实现对电厂各种管线、设备、厂房等涉及地理位置的信息实现集中化、可视化管理,实现全厂范围内的数据共享,为生产经营管理者提供现代化的管理手段和科学及时的决策支持。