利用稳定温度场探测堤坝面状集中渗漏.pdfVIP

维普资讯 第 30卷第9期 人 民 黄 河 Vo1．30．No．9 2008年 9月 YELL0W RIVER Sep．，2008 【水利水电工程 】 利用稳定温度场探测堤坝面状集中渗漏 王新建 ，曾长女 ，陈建生。 (1．华北水利水电学院，河南 郑州 450011；2．河南工业大学 土木建筑学院，河南 郑州 450052； 3．河海大学，江苏 南京210098) 摘 要：分析了水利工程 易发生集中渗漏的部位和渗漏通道的主要形式。把稳定温度场探测面状集中渗漏分为正分析 和反分析两部分。通过对集中渗漏土体的简化和假设，提 出一维和二维热传导探漏模型。利用优化或回归的方法建立 了实现温度探漏的反 问题模型。为了验证模型的正确性 ，选取一维模型进行了数值实验，结果表明：勘探数据的分布对 探测结果会产生影响；利用稳定温度场探测集中渗漏是有效的。 关 键 词：稳定温度场；堤坝安全；集中渗漏；反分析 中图分类号：TV697．3 文献标识码：A 文章编号：1000—1379(2008)09—0093-03 集中渗漏常见于土石坝、堤防以及水库坝肩等部位。根据 温度差异 ，会发生热交换 ，可以土体为主体 ，把渗漏通道当做边 地质体构造特性的不 同，会发生不同类型的集中渗漏 ，按渗漏 界条件。渗漏通道的位置是最关注的问题，因此在稳定问题 通道的形状可以分为 2大类 ：面状及似面状 ；线状及柱状。面 中，如果作用在渗漏通道壁的温度保持不变，那么建立模型 状集中渗漏一般发生在层状地层中的层面、断裂、节理、透水性 A——恒壁温有限大渗漏传热模型，根据物理模型的对称性，考 强的夹层，以及不 同性质土的界面或者人工堆积与天然岩体 虑一侧的温度分布即可。假设渗漏通道水流以恒定的温度施 (坝肩)接触面等特殊部位。 加在渗漏壁上 ，取饱和土体为有限大，则该数学问题可表达为 利用存在于地质体中的温度场对渗漏通道进行探测 ，具有 成本低 、效率高、无污染等优点，与渗流法测量集中渗漏相 比， f =0 o 三 其突出优点是热量可以在渗流不连通 的情况下在土体或岩石 {： ：0 () 中传递，从而利用温度场探测渗漏。 【： ： 目前堤坝渗漏温度场示踪法主要为定性分析 J，可作为 其方程的解为 其他示踪法的辅助手段 J，但对勘测孔要求严格，参数难以确 ： + (2) 定 。其理论模型，一是基于热源法 J，二是基于热传导理 论 ，可进行圆柱状集中渗漏通道温度探测研究 ”，对面状集 有时不仅需要探测集中渗漏的位置，而且还要通过温度探 中渗漏的研究只是用来计算裂隙岩体渗漏流量等 。国外最 测渗漏强度，或通过对流换热系数等推求其他参数。把集中渗 近的研究中利用测井水温，通过作图法估计局部裂隙处地下水 漏看做是对流换热的边界条件，于是可建立模型B——恒温流 流速 ‘ 有限大模型： fdzT：0 0 1 岩土体稳态热传导模型 ld ‘ 所考察的系统包括渗漏通道、土体及其所处环境。实际影 {J