高聚物胶凝堆石料技术及其抗震性能

为提高坝体堆石料的整体性及强度、改善土石坝的抗震性能,在分析高土石坝地震危害和抗震措施的基础上,提出加固坝顶和坝坡浅层等局部位置的高聚物胶凝堆石料技术,通过静、动三轴试验分析高聚物对堆石料的改性作用。试验结果表明,掺加高聚物之后材料的黏聚力大幅增加,动弹性模量略有提高,残余变形明显减小,显现良好的抗震性能。某典型高土石坝的数值计算分析结果表明,采用高聚物胶凝堆石料技术进行加固后,坝坡地震过程中的最小抗滑安全系数增加约10%,大坝的抗震稳定性得到提高。     

紫坪铺面板堆后坝汶川地震永久变形实测结果分析

分析了汶川大地震紫坪铺面板堆石坝永久变形实测结果.研究表明,大坝顶部区产生的永久沉降最大,而且在永久沉降变形构成中占主要的部分.地震后紫坪铺大坝外形轮廓均在地震前外形轮廓之内,坝坡地震永久变形矢量均指向坝内,表明大坝地震后整体是收缩的,有利于大坝的整体稳定.建议了土石坝地震分区震陷率的概念与方法,论证了坝顶加固的土石坝抗震加固技术的科学性与合理性.     

紫坪铺大坝汶川地震震害分析及高土石坝抗震减灾研究设想

紫坪铺面板堆石坝作为"5.12"汶川大地震强震区高土石坝的典型,重点总结了其主要震害,包括坝体地震永久变形,面板的脱空与垂直缝挤压破坏和施工缝错台,下游坝坡局部震损,防浪墙等坝顶结构震损,渗漏量变化等;并针对本次汶川地震土石坝震害的特点,提出进一步开展有关高土石坝抗震减灾设计研究的一些设想,包括土石坝震害及地震资料的调研与获取,高土石坝动力破损特征与地震灾害机理研究,高土石坝地震安全评价与震害评估方法研究,以及高土石坝抗震加固及应急处置措施研究等.     

紫坪铺面板堆石坝汶川地震永久变形实测结果分析

分析了汶川大地震紫坪铺面板堆石坝永久变形实测结果。研究表明,大坝顶部区产生的永久沉降最大,而且在永久沉降变形构成中占主要的部分。地震后紫坪铺大坝外形轮廓均在地震前外形轮廓之内,坝坡地震永久变形矢量均指向坝内,表明大坝地震后整体是收缩的,有利于大坝的整体稳定。建议了土石坝地震分区震陷率的概念与方法,论证了坝顶加固的土石坝抗震加固技术的科学性与合理性。     

阿尔塔什面板坝抗震措施离心机振动台试验研究

采用离心机振动台模型试验技术,研究了不同抗震措施和不同地震加速度时新疆阿尔塔什面板坝的地震反应、地震变形和极限抗震能力。覆盖层加速度放大系数为1.0左右,坝体中加速度放大系数明显增大且越往坝顶就越大。随着基岩输入地震加速度的增加,坝体地震加速度放大系数呈减小趋势,坝顶沉降和坝顶沉陷率增大。抗震措施可以有效减小坝顶地震沉降和提高坝坡稳定性。地震引起坝坡变形主要是堆石料滚落、浅层滑坡和局部塌陷,且地震加速度越大,坝坡变形越剧烈,滑塌位置越低。在峰值加速度320.6 gal地震条件下,坝顶加速度放大系数约为2.6～2.8,坝顶沉降约为290～330 mm,沉陷率为0.18%～0.20%。大坝的极限抗震能力在无抗震措施时为0.45 g,3层钢筋网加固时为0.55 g,2层钢筋网加固时为0.50 g。试验结果验证了阿尔塔什面板坝抗震工程措施的有效性。     

高土石坝复合加筋抗震加固技术开发与应用

针对高土石坝的抗震安全这一我国西部强震区水电开发中的重要问题,在总结以往高土石坝抗震措施优缺点的基础上,同时吸收柔性加筋材料(土工格栅)和刚性加筋材料(钢筋)在高土石坝抗震加固方面的优点,开发了一种高土石坝复合加筋抗震加固技术,并阐明了高土石坝复合加筋抗震加固技术的开发背景、结构形式及技术特点。通过大型振动台模型对比试验验证复合加筋抗震措施的有效性和可靠性,结果表明:与未加筋模型坝比较,复合加筋抗震加固技术能降低坝体地震永久变形,有效抑制坝顶堆石松动,具有一定的减震与隔震作用。该复合加筋抗震加固技术已在坝高295 m高的两河口心墙堆石坝抗震设计中得到应用。     

土石坝坝顶加固的永久变形机理及其离心模型试验验证

首先介绍了汶川特大地震中紫坪铺大坝永久变形原型观测的研究结果,根据紫坪铺大坝汶川地震实测结果,发现地震永久变形主要产生于大坝的上部,从地震永久变形的发生机理论证了坝顶加固技术的合理性与科学性.然后介绍了土石坝离心模型动力试验的研究成果,通过离心模型试验验证了坝顶加固的有效性与合理性.通过比较,表明离心模型试验得到的大坝变形分布形态、大坝外形轮廓变化、变形矢量等关键技术特性与墨西哥El Infiernillo土石坝及紫坪铺汶川地震实测结果吻合很好,证实了离心模型试验的技术优势.     

丹江口土石坝加固及运用效果

本文介绍了丹江口结合防洪保坝加固加高土石坝坝体，坝基防渗，南坡脱坡，滑坡；砼，土石坝联接段抗震等问题采用倒挂井砼渗墙，冲击钻低弹模代防渗墙，帷幕灌浆，坝体培厚导渗，加强反滤，导渗排水，削坡加固以及压坡固脚等综合治理措施进行加固的情况，并对加固工程效果进行了综合评价。     

土工格栅加筋技术在青峰岭水库主坝加固工程中的应用

青峰岭水库主坝为宽心墙砂壳坝，存在着由于筑坝材料引起的坝体质量问题。在水库除险加固时，水库管理处进行了加筋土石坝坝壳料试验及坝体稳定性研究，对土石坝除险加固中的关键问题即筑坝材料的优化、土工格栅加筋率的合理选择、防渗综合措施等展开研究，对土工格栅工程的力学特性及坝体中土工格栅加筋设计的加筋率计算、加筋层数的确定、筋材长度等关键技术问题进行了详细研究，并得到试验应用，收到了较好的效果。     

高面板坝护坡面板的钉结抗震加固效果分析

对强震作用下坝体下游护坡面板钉结加固前后的受力状态和稳定性进行分析,推导得到面板抗滑稳定安全系数的表达式。基于某面板堆石坝的动力有限元计算结果,得到坝顶至坝顶以下21 m范围内的护坡面板会沿坝坡的法线方向滑动逸出,应采取钉结措施对面板进行抗震加固。利用以往钢筋在堆石料中拉拔试验的研究成果,研究面板尺寸和钢筋嵌入深度对面板钉结加固措施的效果,结果表明,面板尺寸越小、钢筋嵌入深度越大,面板的抗滑稳定安全系数越大。     

地震作用下土工格栅加筋高土石坝的稳定性分析

针对拟静力法得到最小安全系数评价边坡稳定性的局限性,通过有限差分软件FLAC^3D的二次开发平台,用FISH语言开发一个安全系数时程的计算方法。建立三维模型,使用修正的Mohr-Coulomb本构模型,通过安全系数时程分析土工格栅加筋高土石坝的坝坡稳定性。改变格栅的材料强度、格栅长度以及格栅的铺设间距等参数,研究格栅参数对安全系数的影响,确定土工格栅的最佳铺设方法。结果表明:动力安全系数时程图不仅可以从时程上分析安全系数,还可以分析坝坡破坏的起始时间;土工格栅弹性模量为2.5 GPa、满铺间距为4 m时加固效果最佳。根据模拟结果提供的土工格栅铺设方法加固双江口堆石坝,对比可研报告,模拟结果与报告规律基本一致,验证土工格栅铺设方法的合理性,模拟效果较好。     

百合水库主坝主要安全隐患及加固措施浅析

现场检查发现百合水库主坝存在坝体沉陷变形较大、漏水严重和穿坝涵管开裂渗漏等重大安全隐患,经复核主坝加固前下游坝坡抗滑稳定安全系数小于规范允许值,对此,采取了坝体高压旋喷灌浆、坝基帷幕灌浆、下游坝坡培厚、排水棱体加高、穿坝涵管封堵及固结灌浆等加固措施.加固后主坝下游坝坡各工况的最小抗滑稳定安全系数均满足设计规范要求.     

台阶式加筋挡墙验算的对比分析

采用加筋挡墙设计软件MSEW3.0, 对台阶式加筋挡墙不同平台宽度、上下墙高度的变化以及采用综合坡率法等几种不同工况下加筋土挡墙稳定性进行验算, 对比分析计算所需筋材长度和所需筋材强度的变化以及不同工况下所需筋材用量的不同。土工格栅筋材的用量随上墙高度的增大而减少。一定范围内, 随平台宽度的增大, 计算所需的每延米挡墙土工格栅筋材的数量逐渐减少;但是随着平台宽度的继续增大, 计算所需土工格栅筋材的数量逐渐增加。综合坡率单级加筋挡墙比对应的台阶式加筋挡墙所需的每延米土工格栅筋材的数量少, 而且随着平台宽度的增加, 采用综合坡率单级加筋挡墙的土工格栅筋材节省量显著增加。     

分级加载下加筋边坡离心模型试验数值模拟

针对西南地区某机场加筋边坡的离心模型试验,建立与离心试验尺寸一致的有限元数值模型,并采用考虑时间因素的Cvisc蠕变模型与M-C模型,模拟分级加载过程中离心模型的位移、土压力、筋材拉力随时间的发展和分布情况,并与离心模型试验结果进行比较.采用Cvisc模型研究了不同筋材长度,以及不同部位的筋材加密和筋材模量增加对加筋边...     

潘口面板堆石坝地震反应与动力稳定分析

为了研究面板堆石坝在地震作用下的动力、变形特性及安全性,以潘口面板堆石坝工程为研究对象,用有限元法对其进行地震反应分析,重点研究加速度反应特性、震后残余变形及面板变形、坝体单元抗震安全性及下游坝坡的抗震安全性.分析结果表明,大坝整体抗震性能较好,满足给定地震下的抗震稳定性要求;坝顶及坝顶附近下游坡部分区域的加速度反应较大,并发生相对较大的永久变形,为该面板堆石坝工程抗震中的薄弱部位.     

加筋高陡边坡离心模型试验与数值模拟

采用离心模型试验和二维有限元法, 研究加筋高陡边坡的加筋机理及其对边坡稳定性的影响。开展2组离心模型试验, 逐级增大加速度直至边坡发生破坏, 分析无加筋边坡与加筋边坡的变形和土压力随分级加载过程的变化规律。基于离心模型试验的基本参数, 建立有限元模型, 通过对比计算结果与离心模型试验结果, 验证数值模型的合理性;进一步采用该数值模型开展填料强度与加筋体抗拉强度对边坡稳定性的敏感性分析。研究结果表明:加筋体的引入能够有效提高安全系数, 但对沉降影响较小;无加筋边坡与加筋边坡的破坏形式不同, 无加筋边坡坡肩垮塌, 而加筋边坡主要在1/6~1/3边坡高度处出现应力集中。     

混凝土面板堆石坝病害特点及其除险加固

近年来,我国混凝土面板堆石坝建设取得显著成就,但30多年来部分面板坝也出现了各种各样的病害,主要包括面板挤压破坏、面板裂缝、面板塌陷、止水失效和地震震损等,有的大坝渗漏严重,危及大坝安全。根据面板堆石坝病害特点,通过总结湖南白云和株树桥面板坝除险加固经验,提出了面板堆石坝综合除险加固的综合措施,主要包括疏松垫层加密灌浆、面板脱空充填灌浆、破损面板修补、面板裂缝处理和止水修复等,可为面板堆石坝除险加固提供参考。     

第八届中国土工合成材料会议论文：土工格栅加筋高土石坝的动力弹塑性分析

本文在高土石坝动力反应特性的基础上,建立了土工格栅加筋高土石坝的弹塑性分析模型,并利用该模型对土工格栅加筋高土石坝的受力情况、变形和破坏机理进行研究,分析了土工格栅的连接方式、长度、刚度以及铺设间距等参数对高土石坝变形的影响。计算结果表明,选择模量高,延伸率适宜的土工格栅对减少坝顶的位移和提高坝体的稳定性具有明显效果;土工格栅所受内力从下往上逐渐减小,最大内力出现在底层;格栅长度超过潜在滑裂面一定长度后,再增加格栅长度对永久位移的影响已不是很明显。     

Seismic response of concrete gravity dam reinforced with FRP sheets on dam surface

This paper aims at exploring the effects of anti-seismic reinforcement with the fiber-reinforced polymer （FRP） material bonded to the dam surface in dam engineering. Time-history analysis was performed to simulate the seismic failure process of a gravity dam that was assumed to be reinforced at the locations of slope discontinuity at the downstream surface, part of the upstream face, and the dam heel. A damage model considering the influence of concrete heterogeneity was used to model the nonlinearity of concrete. A bond-slip model was applied to the interface between FRP and concrete, and the reinforcement mechanism was analyzed through the bond stress and the stress in FRP. The results of the crack pattern, displacement, and acceleration of the reinforced dam were compared with those of the original one. It is shown that FRP, as a reinforcement material, postpones the occurrence of cracks and slows the crack propagation, and that cracks emanating from the upstream surface and downstream surface are not connected, meaning that the reinforced dam can retain water-impounding function when subjected to the earthquake. Anti-seismic reinforcement with FRP is therefore beneficial to improving the seismic resistant capability of concrete dams.