教育部“新世纪优秀人才支持计划”(NCET-09-0610)
- 作品数：13 被引量：159H指数：7
- 相关作者：周创兵陈益峰胡冉李典庆李毅更多>>
- 相关机构：武汉大学中国水电工程顾问集团公司广西电力工业勘察设计研究院更多>>
- 发文基金：教育部“新世纪优秀人才支持计划”国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：水利工程建筑科学理学更多>>
- 卡拉水电站坝区渗流控制效应精细模拟与评价被引量：7
- 2012年
- 卡拉水电站坝址区河谷狭窄,岸坡陡峻,地质条件复杂,渗漏问题突出。为减小卡拉坝区渗漏并改善大坝的渗透稳定性,工程设计采取防渗帷幕、排水孔幕和排水洞等防渗排水措施。采用子结构、变分不等式和自适应罚函数相结合的方法(简称SVA方法),结合典型溢流坝段与坝区整体渗流场分析成果,评价卡拉大坝及坝基渗流控制方案的合理性,并论证其优化的可能性。研究表明:①防渗帷幕有效雍高了帷幕上游侧岩体内的地下水位、增加了绕坝渗流的渗径长度并降低了坝基的扬压力,排水系统则显著降低了坝体内的孔隙水压力以及坝基扬压力;②排水孔幕间距对坝体内的自由面分布有着显著影响,排水孔幕间距取3.0～4.5 m是合适的。
- 郑华康张枫李毅陈益峰周创兵
- 关键词：渗流控制数值模拟
- 跨越堤防桥梁基础对堤防渗透稳定性影响分析被引量：7
- 2011年
- 渗透破坏是河流堤防最主要的破坏形式之一,当建设跨越河流的桥梁设施时,其基础将对堤防渗流场的分布规律产生一定影响。为了确保堤防稳定性及长期安全运行,有必要对桥梁基础建设前后堤防的渗流场进行对比分析,从而评价基础施工前后堤防土体的渗透稳定性。采用三维有限元数值模拟方法对钟祥汉江二桥桥墩修建前后堤防的稳定-非稳定渗流场开展对比分析。研究结果表明,桥梁基础对渗流场的影响不大,堤身渗流溢出部位的渗透坡降变化很小,各个土层的渗透坡降变化小于2%,建设桥梁基础不会显著改变堤防的渗透稳定性。
- 张枫
- 关键词：堤防桥梁基础
- 基于遗传神经网络的坝区初始渗流场反分析被引量：2
- 2012年
- 为尝试采用遗传神经网络法解决无渗漏量资料的多目标渗流反分析问题,根据遗传神经网络的非线性映射特性,提出了基于遗传神经网络的初始渗流场反演方法,采用正交设计法设计渗流场参数样本,通过有限元分析获得钻孔水位样本,并利用遗传神经网络学习钻孔水位与渗流场各参数的非线性关系得到各参数的反演值。以卡拉水电站右岸坝区为例,反演了岩体和结构面的渗透系数和右岸边界水头,验证表明该方法在渗流场反演中具有较高的精度。
- 张璇李毅罗琳车富强郑海圣
- 关键词：水电工程坝区反分析遗传神经网络
- 排水砂槽渗流试验与Signorini型变分不等式方法验证被引量：5
- 2012年
- 排水是岩土体及工程构筑物渗流控制的主要措施之一,其实质是通过在渗流域内形成潜在溢出边界或低水位边界而实现渗流控制的。在排水渗控条件下,渗流场往往具有强烈的边界非线性特征,Signorini型变分不等式方法从理论上为稳定和非稳定排水渗流问题提供了有效的分析方法,但其实际效果还需要得到试验的验证。通过开展含5个排水廊道的排水砂槽模型试验,研究了复杂排水条件下砂土渗流的基本规律,并通过试验数据与数值计算成果的对比分析,论证了Signorini型变分不等式方法的有效性和正确性。试验结果表明,在稳定渗流条件下,排水砂槽上游侧3个排水廊道对渗流控制起主导作用,而下游侧2个廊道则失去排水功能,数值计算与试验成果吻合较好;在非稳定渗流条件下,受测压管精度、砂样均匀性和毛细效应的影响,数值计算与试验成果存在一定偏差,但也较好地揭示了复杂排水条件下砂槽中的非稳定渗流特征。排水砂槽试验结果验证了Signorini型变分不等式方法的有效性和正确性,为复杂排水条件下岩土体及工程构筑物的渗控结构优化设计提供了有效的分析手段。
- 白正雄陈益峰胡冉张勤周创兵
- 关键词：排水试验非稳定渗流
- 基于FLAC^(3D)的饱和-非饱和渗流分析被引量：40
- 2012年
- 当使用基于有限差分法的FLAC3D计算渗流场时,自由面位置过高,非饱和区渗透系数被定义成常数,这与实际情况不符。运用变单元渗透系数法,对其进行二次开发,并提出了修正的变单元渗透系数法,对非饱和区的渗透系数进行较为严格的理论修正,得出准确的连续光滑的自由面,求解出饱和-非饱和渗流场。利用有限元法与该方法进行对比,论证了该方法的可行性和有效性。提出了附着接触面的方法,解决了三维复杂边界中寻找溢出点的困难;并以实际的三维复杂工程为例,计算了某边坡的渗流场分布情况,经验证,结果准确。研究成果对研究饱和-非饱和渗流以及该软件中与渗流有关的计算具有有指导意义。
- 李毅伍嘉李坤
- 关键词：饱和-非饱和渗流自由面
- 非稳定渗流问题的变分不等式方法及工程应用被引量：7
- 2011年
- Signorini型变法不等式方法是求解有自由面渗流问题的一种新方法,该方法理论基础严密,并克服了渗流溢出点的奇异性。通过给出一种含有Signorini型互补条件的抛物变分不等式(PVI)方法,将Signorini型变法不等式方法从稳定渗流分析拓展到非稳定渗流分析,并给出了其有限元数值计算格式和数值模拟流程。在此基础上,针对已有的砂槽模型试验数据,通过对比研究基于PVI方法的非稳定渗流分析成果和饱和-非饱和渗流分析结果,论证了该方法的有效性,并讨论了该方法的适用条件。最后,应用上述方法对含有复杂渗控措施的水布垭工程开展了非稳定渗流分析,通过与大坝坝体、趾板、灌浆廊道围岩、地下厂房围岩等部位实测渗压数据和坝后量水堰实测流量数据的对比分析,表明计算结果很好地反映了水布垭工程厂、坝区岩土体在蓄水及运行过程中渗流场的变化规律,系统揭示了混凝土面板、防渗帷幕、排水孔幕及排水廊道等工程渗控措施的渗流控制效应。研究成果对于含有复杂渗控措施、并具有稳定补给源的岩土工程非稳定渗流分析具有指导意义。
- 胡冉陈益峰周创兵李典庆
- 关键词：非稳定渗流变分不等式渗流控制水布垭工程
- 高堆石坝水力耦合模型及工程应用被引量：5
- 2011年
- 建立了高面板堆石坝非线性变形与非稳定渗流的水力耦合模型。该模型分别采用邓肯E-B模型和抛物Signroini型变分不等方法模拟堆石体的非线性应力变形过程和非稳定渗流过程,并通过修正的Kozeny-Carman模型表征堆石体的渗透特性对变形和围压的依赖关系。在面板渗透系数反演分析的基础上,应用上述模型对水布垭面板堆石坝进行了渗流–变形耦合分析。通过对数值模拟结果与实测数据的对比分析,表明因面板的绝对防渗作用,堆石体中的水力耦合效应并不显著,且上述模型可在一定程度上揭示堆石坝的渗流及变形发展趋势;但因忽略了流变、湿化、室内试验参数的尺寸效应以及非饱和渗流等,上述模型也存在较为突出的局限性。研究成果对于高面板堆石坝的水力耦合分析具有一定指导意义。
- 陈益峰胡冉周嵩周伟周创兵
- 关键词：面板堆石坝非稳定渗流数值模拟
- 心墙堆石坝渗透稳定可靠性分析的随机响应面法被引量：11
- 2012年
- 将大规模渗流有限元计算与随机响应面法相结合,对双江口心墙堆石坝进行渗透稳定可靠性分析。在基于随机响应面法的可靠度分析框架内,堆石坝稳定渗流有限元计算过程和可靠度分析过程分开独立进行,通过对心墙渗透坡降较大区域的节点建立统一的渗透稳定功能函数,采用渗流有限元分析方法和随机响应面法,计算出该区域每个节点处的渗透破坏失效概率,并将最大失效概率作为心墙的失效概率。最后,分析了心墙渗透系数、覆盖层渗透系数、上游水位与心墙具有最大失效概率节点处渗透坡降的相关关系,以及心墙渗透系数和上游水位的变异性对心墙渗透破坏失效概率的影响。计算结果表明,随机响应面法3阶Hermite展开就能够保证良好的计算精度,且计算耗时较小;双江口堆石坝心墙具有最大失效概率节点处的渗透坡降与上游水位密切相关,而与心墙本身的渗透系数呈弱负相关关系,与覆盖层渗透系数的相关性不显著;随着上游水位变异性的增大,心墙失效概率急剧增大,而这种效应对于心墙渗透系数并不明显。研究成果为随机响应面法在实际工程中的应用奠定了一定的基础。
- 胡冉陈益峰李典庆周创兵唐小松
- 关键词：可靠性分析有限元分析心墙堆石坝
- 降雨入渗过程中土质边坡的固-液-气三相耦合分析被引量：14
- 2011年
- 边坡降雨入渗过程伴随着地下水湿润锋面的推进、孔隙气体的迁移和土体的变形,涉及土体固-液-气三相耦合作用.以往对边坡在降雨入渗条件下的非饱和渗流过程及其对边坡稳定性的影响研究大多基于单相流(Richard方程)模型或水-气两相流模型,而较少从固-液-气三相耦合角度分析孔隙气体迁移和土体变形对降雨入渗过程和稳定性变化过程的影响.本文基于连续介质力学原理和混合体理论,建立了边坡土体固-液-气三相耦合数学模型和有限元数值模拟方法.采用Liakopoulos砂柱排水实验成果验证了耦合模型和计算程序的正确性,深入分析了气体边界条件对排水过程的显著影响.在此基础上,采用固-液-气三相耦合模型,研究了土质边坡在降雨入渗过程中的地下水渗流、气体迁移以及变形和稳定性演化过程,揭示了孔隙气体迁移过程和土体变形过程对边坡湿润锋面的推进以及稳定性变化的阻滞和延缓作用.研究成果对于暴雨诱发滑坡机理与防治研究具有一定参考价值.
- 胡冉陈益峰周创兵
- 关键词：降雨入渗土质边坡稳定性分析有限元分析
- 大型水电工程渗流分析的若干关键问题研究被引量：35
- 2010年
- 渗流控制是大型水电工程建设面临的关键技术问题之一,渗流分析是实现渗控优化设计的重要途径。解释了渗流控制的过程、状态、参数和边界等4类物理控制机制,论证了基于Signorini型变分不等式的渗流分析方法的有效性和优越性,并阐述了排水孔幕数值模拟的SVA方法、初始渗流场的反馈分析方法以及岩土体渗流的强耦合机理和模拟方法。研究成果对大型水电工程渗流分析及渗控优化设计具有指导意义。
- 陈益峰周创兵胡冉李典庆荣冠
- 关键词：渗流分析渗流控制
