《河南水利与南水北调》2023年第5期南水北调南水北调深挖方段渠道渗透破坏机理研究薛满宇1，张阳1，韩先旭2（1.北京京能国际控股有限公司华北分公司，北京100020；2.华北水利水电大学水利学院，河南郑州450045）摘要：运用ABAQUS软件实现对渗透机理进行探究，以南水北调中线工程中的输水渠道为研究对象，对典型部位选取合适断面进行定量化研究。通过数值仿真计算研究表明，深挖方渠段在运行期的强度以及防渗满足运行要求，在运行期整体结构稳定，在运行期加大水位工况下，渠段仍旧安全可靠。关键词：深挖方渠道；渗流机理；渗透变形破坏中图分类号：TU352文献标识码：A文章编号：1673-8853（2023）05-0055-02作者简介：薛满宇（1977—），男，工程师，主要研究方向为电力工程。0引言南水北调中线工程是中国实现水资源优化配置的重大工程，重点解决河南、河北、天津、北京4省市水资源短缺问题。渗透破坏是渠道常见的工程问题，渠道的渗透不仅会造成水量的损失，还可能发生管涌、流土等破坏，导致渠岸崩塌、溃决，造成重大生命财产损失。因此，对渠道进行仿真分析，探究其渗透破坏机理，提高渠道安全性势在必行。文章运用ABAQUS软件，通过对南水北调深挖方渠段典型断面进行仿真分析，研究其渗透破坏机理，及时发现不安全因素，有助于增加渠道的使用寿命和安全性，具有经济和社会效益。1渗流计算原理及方法从即将进行分析的渗流模型中取出一个单元，其体积V=dxdydz。假设该单元在x方向的流速为Vx，在y方向的流速为Vy，在z方向的流速为Vz。同时假设流体不可压缩，且在渗流过程中土壤的孔隙比保持不变。根据达西定律，可知3个方向上土体的渗流速度，进而可以推理得到三维下的渗流的连续性方程为：kxx22φ+kyy22φ+kzz22φ＝0（1）式中：kx、ky、kz为x、y、z方向上单元体的渗透系数，cm/s；φ为渗透水头函数，即φ=ρgP+a；P为单元体中心处的水压力，kPa；ρ为水的密度，g/cm3；a为单元体中心处的位置水头，m。为使得计算结果精确，采用ABAQUS进行仿真模拟计算，由于渠道模型的形状比较复杂，采用六面体单元C3D6P，以获得更加准确的计算结果，使数值模拟更接近实际情况，给出更合理的结果。2工程概况和数值模型选取深挖方渠段典型断面为实例进行研究，建立渠道数值仿真模型，所选断面特性如表1所示，渠道数值模型如图1所示。数值仿真模型的整体结构包括渠道衬砌板、渠堤土、地基及水体，其中衬砌结构自上而下由...
