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贮灰坝是火电厂的重要设施之一,坝体一旦溃决,坝内的粉煤灰和水就将以泥石流的形式涌出,造成的后果将不堪设想。统计资料表明,许多贮灰坝的破坏都与渗流有关,因此必须对其进行渗流分析确定浸润线的位置。同时,渗流分析得到的浸润线位置又为坝体的稳定分析提供了基本资料。
本文以抚顺石油化工公司热电厂贮灰场三级子坝加高工程为背景,以整个灰场以及贮灰坝作为研究对象。根据渗流场与温度场数学描述上的相似性,以温度场中热流的流动来比拟地下水在多孔介质中的运动。通过ANSYS软件的多物理场温度模块对贮灰坝在不同工况下进行了渗流分析。用计算结果说明干滩长度,设置排水褥挚和纵向排水带以及排水棱体对坝体浸润线位置的影响。对整个渗流场的各个区域的流速以及渗透比降进行了计算,并计算了渗流量,验算了排渗管的排渗能力。
用ANSYS软件提供的APDL语言编制提取浸润线上点坐标的程序,把浸润线的坐标作为初始条件输入到ANSYS/CivilFEM模块,对贮灰坝进行静力稳定分析,分别选用瑞典圆弧法、毕肖普法、简布法对初期坝、各级子坝以及整个坝体的抗滑安全系数进行了计算,并通过计算来分析坝体内浸润线的高度对坝体稳定性的影响。通过对贮灰坝进行三维渗流场分析,并与二维计算结果进行对比,来表明对该贮灰坝拐角处进行二维简化处理的合理性。
通过对整个灰场渗流场的计算与分析,以及对各级子坝以及整个坝体的稳定性进行评价,为坝体加高工程提供一定的依据,同时也可以为今后同类型的工程提供参考。