地下洞室排水孔幕模拟方法及渗流场数值计算

发布时间：2023-11-10 17:30

　　目前,随着水电站规模的增大和地质条件复杂程度的提高,对地下洞室结构的建设提出了新的挑战。统计结果表明,地下洞室围岩稳定性、厂房边坡变形、基坑大流量涌水等问题均和工程区渗漏有着直接关系。而排水孔是地下洞室中最为常见的防渗排水措施。如何模拟排水孔幕对准确评价坝基和地下厂房围岩的渗控效应是十分关键的。本文提出“以线代孔”法模拟排水孔幕,对采用不同排水孔孔径、间距的地下洞室渗流场进行对比分析,并利用基坑影响半径计算公式求取地下洞室影响半径,从而确定地下洞室渗流分析的数值模型范围,为模型范围的确定提供一种新的方法,将以上方法应用到鲁地拉水电站三维渗流数值模型中,对其防排系统进行性能评价。得到主要成果如下:(1)利用井流公式对“以线代孔”法模拟排水孔幕的精确性和有效性进行了验证。采用一个均质的三维模型作为案例,利用“以线代孔”法模拟排水孔,计算得到排水孔的渗流量,与井流公式计算结果之间的误差为0.16%,满足工程要求。将“以线代孔”法应用到实际工程中,既具有一定的精度,又提高了建模与计算效率。(2)以一理想的三维各向同性岩体为例,研究不同排水孔直径和间距对渗流场的影响。当排水孔径一定时,排水孔间距...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 地下洞室结构渗流分析研究进展
        1.2.2 排水孔幕的模拟方法
        1.2.3 地下洞室渗流模型
    1.3 本文研究内容及技术路线
2 渗流基本理论
    2.1 渗流基本概念及定律
        2.2.1 渗流的基本概念
        2.2.3 渗流的基本定律
    2.2 有限元渗流计算分析原理
        2.2.1 渗流有限元分析的基本方程
        2.2.2 渗流量的计算
3 利用“以线代孔”法模拟排水孔幕
    3.1 “以线代孔”法的计算理论
    3.2 排水孔的边界条件和模拟方法
    3.3 井流公式对“以线代孔”法的验证
    3.4 不同排水孔间距的渗流场分析
    3.5 本章小结
4 地下洞室结构渗流模型范围研究
    4.1 基坑影响半径的计算方法
        4.1.1 基坑附近无补给水源
        4.1.2 基坑附近有补给水源
    4.2 地下洞室结构渗流模型等效法
    4.3 计算模型范围分析
        4.3.1 地下洞室影响半径计算公式
        4.3.2 计算模型
    4.4 本章小结
5 工程实例
    5.1 工程概况
    5.2 计算模型及参数
        5.2.1 模型范围
        5.2.2 计算边界及网格划分
        5.2.3 计算参数
    5.3 鲁地拉水电站工程渗控性能评估
        5.3.1 计算工况
        5.3.2 防渗排水系统正常运行条件下渗流场分析(工况1)
        5.3.3 排水孔失效工况分析
        5.3.4 帷幕失效敏感性分析
        5.3.5 帷幕渗透系数敏感性分析
        5.3.6 坝基渗流量过大成因分析
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果



本文编号：3862001