输水渠道渗流数值模拟分析

发布时间：2017-10-15 08:34

  本文关键词：输水渠道渗流数值模拟分析

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【摘要】：研究输水渠道的渗流场分布及其影响因素,不仅对于保证渠道渗流稳定及工程安全具有重要实用价值,而且也具有重要的理论意义。为了研究岩土体输水渠道渗流问题及其影响因素的敏感性,论文在达西定律的基础上,根据岩土体渗流运动基本方程,结合输水渠道具体的工程地质条件建立了渗流运动的有限元数值模型,结合运行期二种不同工况对渠道渗流运动进行数值模拟计算,进而分析了影响渗流运动的不同因素的敏感性。作为研究实例的输水渠道,输水渠道沿线岩性以粉土,粘土,漂卵砾石夹砂,砾卵石夹砂为主,在部分地段可见较少的基岩出露(属于三叠系中统雷口坡组的灰岩、泥质白云岩及白云岩和三叠系下统嘉陵江组的泥质灰岩以及灰岩),地层属于冲洪积松、第四系冲积松散堆积层。得出以下主要结论:(1)高水位运行期工况下,单位长度上渠外向渠内的渗流量为0.394 m3/h,而通过塑性混凝土防渗墙下方的渗流量为0.358m3/h,占总渗流量的90.86%。浸润线出溢处位于砂卵石填筑层下部、接近填筑层与漂卵砾石夹砂层的分界线、渠内坡面高程为411.00m处。水头在塑性混凝土防渗墙内降低7.36m,约占降低总水头的90%。各岩土层水力坡降均小于允许水力坡降,是渗透稳定的。(2)低水位运行期工况计算结果表明,单位长度上渠外向渠内的渗流量为0.249m3/h,而通过塑性混凝土防渗墙下方的渗流量为0.236m3/h,占总渗流量的94.78%。浸润线出溢处位于漂卵砾石夹砂覆盖层下部接近基岩、渠内坡面403.50m高程处。水头在塑性混凝土防渗墙内降低4.67m,约占降低总水头的72%。各岩土层水力坡降均小于允许水力坡降,是渗透稳定的。(3)对防渗墙和基岩渗透系数进行敏感性分析表明:在基岩条件较好,渗透系数达到强风化带K=1.05×10-3 cm/s,弱风化带K=1.0×10-4 cm/s左右时,如果将塑性混凝土防渗墙的渗透系数控制在K=1×10-5cm/s左右,渗流场情况就能基本满足设计和施工要求,在此时再减小防渗墙的渗透系数对渗流场影响不大。(4)防渗墙和基岩渗透系数敏感性分析结果表明:在基岩条件较差情况下,渗透系数达到强风化带K=1.05×10-2 cm/s,弱风化带K=1.0×10-3 cm/s左右时,单位长度渗流量将达到4m3/s左右,防渗墙对降低压力水头作用不显著,可能出现渗透破坏的区域较大,防渗墙渗透系数变化对渗流场影响不大,此时若要改变渗流场情况只能加深塑性混凝土防渗墙。
【关键词】：渗流运动 达西定律 输水渠道 边坡稳定
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV672;TV223.4

【参考文献】

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1 郭衍茹;魏臣兴;练章华;马如然;王强;;打孔衬管完井渗流场的有限元分析[J];重庆科技学院学报(自然科学版);2015年02期

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本文编号：1036129