極端干旱對黏土斜墻壩的致災(zāi)機(jī)理及對策研究

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 氣候變化與極端干旱事件 1
l.1.1 氣候變化 1
1.1.2 極端干旱 3
1.2 極端干旱對大頊安全的影響 7
1.2.1 極端干旱的影響 7
1.2.2 旱澇急轉(zhuǎn)的影響 10
1.3 干縮裂縫影響下的黏土體滲流演化研宄進(jìn)展 11
1.3.1 裂縫影響土體滲透性 11
1.3.2 裂縫影響土體滲流過程 12
1.4 土石壩滲透破壞研宄進(jìn)展 14
1.4.1 土石壩滲透破壞 14
1.4.2 土石壩滲透破壞的試驗研宄 17
1.4.3 土石壩滲透破壞的數(shù)值模擬 19
參考文獻(xiàn) 20
第2章 受旱過程黏土體干縮裂縫擴(kuò)展機(jī)理 28
2.1 受旱過程中黏土體裂縫擴(kuò)展理論 28
2.1.1 微觀層面顆粒間作用力 28
2.1.2 宏觀層面體積收縮 33
2.2 土體干縮裂縫深度擴(kuò)展模型 41
2.2.1 土中基質(zhì)吸力垂直分布 41
2.2.2 干縮裂縫發(fā)展深度計算模型 44
2.2.3 干縮裂縫發(fā)展寬度計算模型 47
2.2.4 復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)形態(tài)表征體系 51
2.3 受旱過程中黏土體裂縫擴(kuò)展試驗 54
2.3.1 試驗過程 54
2.3.2 裂縫度量指標(biāo)確定 56
2.4 受旱過程中黏土體裂縫擴(kuò)展數(shù)值模擬 66
2.4.1 裂縫出現(xiàn)時刻含水率 66
2.4.2 裂縫深度 67
2.4.3 裂縫寬度 68
2.4.4 裂縫隨機(jī)分布模擬 79
參考文獻(xiàn) 80
第3章 極端干旱后黏土斜墻壩滲流性態(tài)模型試驗 82
3.1 干濕循環(huán)模型試驗 82
3.1.1 試驗系統(tǒng) 82
3.1.2 試驗過程 87
3.1.3 試驗結(jié)果 88
3.2 水槽模型試驗 91
3.2.1 相似性分析 91
3.2.2 試驗系統(tǒng) 93
3.2.3 試驗過程 98
3.2.4 試驗結(jié)果分析 103
3.3 離心模型試驗 110
3.3.1 相似性分析 110
3.3.2 試驗系統(tǒng) 112
3.3.3 試驗過程 114
3.3.4 試驗結(jié)果分析 116
參考文獻(xiàn) 124
第4章 極端干旱后黏土斜墻壩滲流性態(tài)數(shù)值模擬 125
4.1 降雨條件下斜墻現(xiàn)入滲過程 125
4.1.1 降雨入滲理論 125
4.1.2 積水入滲理論 128
4.2 水位上升條件下斜墻壩滲流過程 130
4.2.1 初始階段水流進(jìn)入裂縫 131
4.2.2 后續(xù)階段水流進(jìn)入土體 133
4.2.3 水力劈裂 136
4.3 不同條件下黏土斜墻壩滲流性態(tài)的數(shù)值模擬分析 138
4.3.1 旱前穩(wěn)定飽和滲流分析 139
4.3.2 旱澇急轉(zhuǎn)滲流分析 140
4.3.3 裂縫存在時滲流分析 146
4.3.4 計算成果與試驗對比分析 148
參考文獻(xiàn) 149
第5章 極端干旱下黏土斜墻規(guī)脆弱性與恢復(fù)力 151
5.1 大壩脆弱性與恢復(fù)力 151
5.1.1 大壩脆弱性 151
5.1.2 大壩恢復(fù)力 153
5.2 極端干旱中黏土斜墻壩脆弱性 156
5.2.1 受旱過程中黏土體脆弱性 156
5.2.2 旱澇急轉(zhuǎn)工況下黏土斜墻壩脆弱性 164
5.2.3 旱后正常運(yùn)行期黏土斜墻壩脆弱性 184
5.3 極端干旱后黏土斜墻壩恢復(fù)力 188
5.3.1 裂縫愈合分析 188
5.3.2 裂縫愈合后滲流計算 209
參考文獻(xiàn) 210
第6章 極端低水位下水庫運(yùn)行安全綜合處置措施 212
6.1 干縮裂縫檢測與探測 212
6.1.1 土體開裂部分檢測 212
6.1.2 裂縫深度探測 217
6.2 綜合決策方法 218
6.3 滲流安全預(yù)警指標(biāo) 218
6.3.1 常規(guī)滲流安全預(yù)警指標(biāo) 218
6.3.2 裂縫滲流安全預(yù)警指標(biāo) 220
6.3.3 裂縫深度確定 222
6.4 綜合處置措施 224
6.4.1 運(yùn)行管理措施 224
6.4.2 工程施工措施 225
參考文獻(xiàn) 226
第7章 工程應(yīng)用 227
7.1 昭平臺水庫極端低水位下運(yùn)行綜合決策 227
7.1.1 工程概況 227
7.1.2 動用死庫容的必要性 228
7.1.3 庫容曲線估算 228
7.1.4 監(jiān)測資料分析 230
7.1.5 滲流安全復(fù)核 235
7.1.6 結(jié)構(gòu)安全分析 242
7.1.7 綜合決策 243
7.2 白龜山水庫極端低水位下應(yīng)對措施 244
7.2.1 工程概況 244
7.2.2 運(yùn)行管理措施 246
7.2.3 工程施工措施 248
7.2.4 滲流安全預(yù)警指標(biāo) 250
參考文獻(xiàn) 259
第8章 極端干旱下黏土斜墻壩安全運(yùn)行經(jīng)驗與總結(jié) 260
8.1 極端干旱中黏土體裂縫發(fā)育機(jī)理 260
8.2 極端干旱后黏土斜墻壩滲流性態(tài)變化 260
8.3 極端干旱中黏土斜墻壩安全運(yùn)行對策 261
附錄 裂縫分布模擬程序 263