无限深透水地基上土石坝及坝基渗流非线性问题建模理论研究

With the further development and configuration of water resources, better dam sites are fewer and fewer, and many of the dam have to be built in the Infinite Deep Pervious Foundation. However, the Infinite Deep Pervious Foundation is a bad foundation, dam foundation seepage nonlinear problem is obvious, dam and dam foundation seepage calculation and control are difficult. What is worse, construction of embankment dams such foundation percolation theory is not enough, in the seepage calculation Impervious choice has not the formation of a system of theories and methods. The project for the dam and its infinite deep pervious study, by numerical modeling, multi-field coupling theory test and engineering case study method of combining reservoir seepage security, stability and economic target to different types dam and dam foundation seepage gradient and seepage flow control Impervious basic entry point to the dam, dam foundation - Impervious Selection - seepage nonlinear modeling - contrast optimization - assessment validation - to further optimize "is the basic idea, nonlinear system of infinite deep pervious dam and seepage problem, explore the local conditions the impermeable Body type and control infiltration scheme, put forward a set of modeling techniques to protect the safety of the dam seepage solving methods and seepage the body selection optimization program, provide theoretical support and technical support to improve such a foundation built on the embankment dam security.

随着国家对水资源的进一步开发和配置，良好坝址越来越少，许多大坝不得不建在无限深透水地基上。无限深透水地基属不良坝基，坝体和坝基渗流计算和控制难度相对较大，已建工程也出现许多问题亟待解决。但目前对此类地基上建造土石坝的渗流理论研究还很不够，在渗流计算和防渗体选择等方面还没有形成一套系统的理论和方法。本项目以无限深透水坝基和坝体渗流问题为研究对象，通过数值建模、多场耦合、理论推导、试验和工程实例相结合的研究方法，以水库渗透安全和经济为目标，以采用不同类型防渗体时坝体和坝基的渗透坡降和渗流量控制为基本切入点，以"坝基/体-控渗初选-渗流非线性建模计算-多方案对比-试验验证-优化修正"为基本思路，系统研究无限深透水坝基和坝体渗流非线性问题，探索因地制宜的防渗体型式和控渗方案，提出一套保障大坝渗流安全的建模技术、求解方法和防渗体选型优化方案，为提高此类地基上建造土石坝的安全性提供理论支持和技术支撑。

随着国家对水资源的进一步开发和配置，良好坝址越来越少，许多大坝不得不建在无限深透水地基上。无限深透水地基属不良坝基，坝体和坝基渗流计算和控制难度相对较大，已建工程也出现许多问题亟待解决。但目前对此类地基上建造土石坝的渗流理论研究还很不够，在渗流计算和防渗体选择等方面还没有形成一套系统的理论和方法。本项目以无限深透水坝基和坝体渗流计算中三类主要的非线性问题为研究对象，系统研究无限深透水地基上建造土石坝后的渗流机理和渗流控制方案，建立多种渗流计算方法模型、数值耦合模型、渗流场与应力场耦合模型及解耦方法；建立起较系统的无限深透水坝基和坝体渗透稳定安全的评价方法；探索因地制宜、安全可靠、经济合理的防（排）渗型式并获取关键参数；提出一套保障无限深透水地基上土石坝的渗流安全建模技术、求解方法和防渗体选型优化方案，为提高此类大坝的安全性和合理性提供理论支持和技术支撑。研究成果“无限深透水地基上土石坝渗流控制方法”在新疆生产建设兵团农二师塔里木河流域的恰拉水库及多浪水库进行推广应用。每年大约节水120万方，改善农田6000亩，每年直接经济效益1200万元。本项目研究成果（包括论文30篇、国家发明专利3项、实用新型专利2项、专著3部）与新疆农业大学侍克斌教授部分成果联合进行成果鉴定。科技技术成果鉴定为：部分成果达到“国际领先水平”，项目整体水平达到“国际先进水平”，成果登记号为：（2016）新科鉴字第0031号。