碾压混凝土坝渗流理论与渗控方法研究
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摘要
本文在总结大量文献研究的基础上,主要阐述了渗流基本理论,以及本文主要研究的碾压混凝土坝的渗流理论。研究碾压混凝土坝复杂的渗流特性,并利用有限单元法,结合某一工程实践,围绕该坝的渗控措施作详细的分析研究:
(1) 碾压混凝土坝的渗流理论以及其特有的渗流特性。从渗流的基本概念说起,进而具体到碾压混凝土坝的渗流理论和渗流特性。得到碾压混凝土坝特殊的施工方式带来成层的坝体结构,使得坝体渗流场成复杂的各向异性,为实际工程的研究提出重点和难点。
(2) 研究碾压混凝土坝渗流场计算的有限单元法。主要阐述为精确模拟渗流场中众多排水孔渗控作用的排水子结构法,以及模拟这些特殊层面和缝面渗流作用的缝面无厚度平面单元法,同时还阐述精细求解渗流场渗流量的等效节点流量法等。
(3) 某碾压混凝土坝渗流场的分析研究。将前文所述的理论应用到具体的工程实践,计算分析该工程的渗流场特性,以及对不同的渗控措施作敏感性研究,量化不同渗控措施具体的渗控作用,在此基础上提出建设性的意见和结论,为实际工程建设服务。
Combing some project practices and literatures research about seepage in RCCD, the author has made a particular analysis and research in the basis of the FEM theory. Main work are as follows:1. The analysis of theory and characteristics on RCCD. From the basic concept about the seepage to the seepage characteristics about RCCD, we know that the characteristics of RCCD is aeolotropism, which brings forward keystone and difficulty for practical projects.2. Study on the FEM theory cited by the analysis of the seepage. Mainly expatiating the drainage substructure for simulating drainage holes, and plane element model for the RCC intervals. At the same time the author expounds the method for accounting seepage flow accurately and quantitatively.3. The analysis of a certain RCCD seepage field is studied. Applying the former theory on the certain RCCD, the author has analyzed its seepage characteristics. The effect about each measure is quantitatively evaluated. And at last the author has given constructive opinions and conclusions. All these have profound meanings.
(1) 碾压混凝土坝的渗流理论以及其特有的渗流特性。从渗流的基本概念说起,进而具体到碾压混凝土坝的渗流理论和渗流特性。得到碾压混凝土坝特殊的施工方式带来成层的坝体结构,使得坝体渗流场成复杂的各向异性,为实际工程的研究提出重点和难点。
(2) 研究碾压混凝土坝渗流场计算的有限单元法。主要阐述为精确模拟渗流场中众多排水孔渗控作用的排水子结构法,以及模拟这些特殊层面和缝面渗流作用的缝面无厚度平面单元法,同时还阐述精细求解渗流场渗流量的等效节点流量法等。
(3) 某碾压混凝土坝渗流场的分析研究。将前文所述的理论应用到具体的工程实践,计算分析该工程的渗流场特性,以及对不同的渗控措施作敏感性研究,量化不同渗控措施具体的渗控作用,在此基础上提出建设性的意见和结论,为实际工程建设服务。
Combing some project practices and literatures research about seepage in RCCD, the author has made a particular analysis and research in the basis of the FEM theory. Main work are as follows:1. The analysis of theory and characteristics on RCCD. From the basic concept about the seepage to the seepage characteristics about RCCD, we know that the characteristics of RCCD is aeolotropism, which brings forward keystone and difficulty for practical projects.2. Study on the FEM theory cited by the analysis of the seepage. Mainly expatiating the drainage substructure for simulating drainage holes, and plane element model for the RCC intervals. At the same time the author expounds the method for accounting seepage flow accurately and quantitatively.3. The analysis of a certain RCCD seepage field is studied. Applying the former theory on the certain RCCD, the author has analyzed its seepage characteristics. The effect about each measure is quantitatively evaluated. And at last the author has given constructive opinions and conclusions. All these have profound meanings.
引文
[1] 李俊亭,王愈吉主编.地下水动力学[M],北京:地质出版社 1987.10
[2] 毛昶熙,段祥宝,李祖贻等.渗流数值计算与程序应用[M].南京:河海大学出版社,1999.9
[3] 姜福田编著.碾压混凝土[M],北京:中国铁道出版社,1991年北京
[4] 杨康宁主编.碾压混凝土坝施工[M],北京:中国水利水电出版社,1997.6
[5] 魏朝坤编著.大体积碾压混凝土[M],北京:水利电力出版社,1990.4
[6] 吴愔,碾压混凝土坝渗流特性及防渗结构型式研究[D],南京:河海大学硕士学位论文,1999.5
[7] 薛禹群.地下水动力学原理[M],北京:地质出版社,1986
[8] 徐芝纶.弹性力学(上册)[M],北京:高等教育出版社,1994
[9] 张有天,张武功,半无限域渗流问题的边界元法[J],水利学报,1981
[10] Cundall P. A., Formulation of Three-dimensional Distinct Element Model, Part Ⅰ, A Scheme to Detect and Represent Contact in System Composed of Many Polyhedral Blocks[J], Int. J. Rock Mech. Min. Sci. Geomech. Abstr., 1988, 25(3), p107-116
[11] Hart R., Cundall P. A & Lemos J., Formulation of Three-dimensional Distinct Element Model, Part Ⅱ, Mechanical Calculation of a System Composed of Many Polyhedral Blocks[J], Int. J. Rock Mech. Min. Sci. Geomech. Abstr., 1988, 25(3), p117-125
[12] 寇晓东,周维衡.无单元法追踪结构开裂[C].岩土力学新计算方法讲义,中国科学院武汉岩土力学研究所,1999
[13] 王水林.数值流形方法及其应用[C].岩土力学新计算方法讲义,中国科学院武汉岩土力学研究所,1999
[14] [美]董平J.N.罗赛托斯著.有限单元法—基本方法与实施[M],北京:国防工业出版社,1979
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[24] 朱岳明.Darcy渗流量计算的等效结点流量法[J].河海大学学报,1997年4期.
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