隐伏断层作用下深覆盖层防渗墙渗控效果及应力状态研究

发布时间：2020-03-28 20:54

【摘要】：西部地区水力资源丰富,但常存在深覆盖层或隐伏断层等不利地质条件,透水性强,在其上建坝,易存在渗透稳定、渗漏损失等问题。目前,混凝土防渗墙是深覆盖层防渗的一种有效手段,能有效解决工程渗漏问题。然而,防渗墙处于柔软的砂砾石地基中,且底部存在较大隐伏断层,受力情况极为复杂。若防渗墙出现破坏,导致防渗功能减弱,易发生流土、管涌等水力破坏,不利于工程安全稳定的运行。因此非常有必要对隐伏断层作用下深覆盖层防渗墙的防渗及受力情况进行系统分析。本文采用数值模拟方法,在合理考虑土体本构模型及墙-土之间相互作用的基础上,依托柴达木盆地中哇沿水库土石坝工程,系统研究了深覆盖层及隐伏断层等不良地质条件作用下的防渗墙防渗效果及其应力状态。具体工作如下:(1)查阅了大量文献及相关设计规范,系统总结了砂砾石坝基及岩石坝基渗流控制技术的基本方法及原理,为深覆盖层坝基渗控措施的选择提供参考。(2)介绍了土体渗流分析及本构模型的基本理论知识,运用ABAQUS软件二次开发功能,实现了邓肯张E-B本构模型的运用,为后续的渗流及应力变形分析提供了一定依据。(3)根据工程实际情况,建立了三维有限元模型,系统分析了隐伏断层作用下深覆盖层防渗墙的防渗效果。结果表明:该工程采用70 m深悬挂式防渗墙可满足工程要求,若断层渗透系数较大,防渗墙需穿过透水断层,深入密实岩体内,或对断层进行灌浆,结合悬挂式防渗墙,避免将其底端置于渗透性差异大的两种材料交界面处,以避免较大的防渗墙底部水力坡降值导致的局部冲蚀。(4)建立了考虑墙土接触的三维有限元模型,结合上述渗流计算结果,对防渗墙的应力状态进行了系统分析,指出断层的存在会使防渗墙局部位置产生应力集中现象,对其受力产生不利影响,若断层较为破碎,整体性较差,可通过灌浆等措施提高断层抵抗变形的能力,保证防渗墙结构的稳定性。研究成果为哇沿水库渗控措施的选择提供理论及技术支持,并可为柴达木盆地类似地质条件建坝提供指导及借鉴作用。
【学位授予单位】：青海大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV223.4

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本文编号：2604907