贮灰场分期筑坝的坝型探讨

利用电厂灰渣分期填筑山谷灰场的挡灰坝,可以就地取材、合理利用灰渣;又能省去砂、石、土料而取得较好的经济效益、还可分期填筑坝体以缩短工期,好处是多方面的。国内一些部门在用工业废料填筑坝体方面已取得不少实践经验。现提出几个有关问题,仅供探讨。一、对灰坝坝体范围的认识分期填筑的灰坝,其下游界限比较明确,即终期坝顶顺着下游坡直至滤水坝趾、而上游界限则随坝的结构型式不同而变化。目前工程     

沥青混凝土心墙石渣坝的有限元计算分析

沥青混凝土心墙石渣坝是在我国西南地区应用的一种新坝型,目前已成功建成3座,正在施工4座.论文以二朗庙沥青混凝土心墙石渣坝为例,通过二维有限元计算分析,探讨沥青心墙、过渡料及石渣料的相互关系和石渣料及沥青心墙性能变化的敏感性影响.计算结果表明,由于坝体主堆体石渣料变形模量与过渡料变形模最相差较大,造成过渡料与石渣料的变形和应力应变过渡不共平滑.建议根据石渣料的特点,过渡料采用与石渣料性能相近的石料或砂砾料、或将过渡区分成两区.这样不仅可使过渡料与石渣料变形和应力应变的平稳过渡,而且节约了工程投资.     

镇安抽水蓄能电站弃渣坝材料大型三轴试验研究

根据镇安抽水蓄能电站弃渣坝地质条件和现场实际工况,通过对不同干密度土料开展土工试验,分析了坝体材料各力学参数特性。试验结果表明：随着围压增大,该坝弃渣料的峰值应力相应增大;在低应力情况下,弃渣料的体积缩小,在围压较高时,体积变化增大;弃渣料先出现剪缩,随后变为剪胀,剪胀随着侧压力的增大出现缩小现象,应力-应变关系曲线呈软化型,最终转变为剪缩型;保持围压条件不变,材料的峰值应力在干密度逐渐增大的情况下出现略微增大,但最大体变随着干密度增大出现较明显的减小情况;保持相同围压状态,邓肯-张模型参数对干密度的敏感性大小依次为Kb、k、m、c、Δφ、Rf、φ0、n。相关研究可为以后抽水蓄能电站的弃渣坝设计和后期防护奠定理论基础。     

莲花水电站大坝垫层料的制备、施工及试验研究

莲花水电站大坝为钢筋胜面板堆石坝，坝高71．8m，坝顶长902m，坝顶宽8．0m，上、下游坝坡均为1：1．4，图1是大坝典型剖面示意图。图中紧靠面板的堆石体力区为垫层区，总填筑方量为14．228万m2。垫层区是面板坝体的重要部分，其质量不仅直接关系到面板和坝体的运行性能，而且也关系到施工渡汛的安全，因此对其要求也特别严格。设计从以下三个方面，对垫层料提出了具体要求。第一，垫层的首要作用是平整上游坡面和避免面板应力集中，因此要求垫层料最大粒径不超过80mm；第二，在水荷载作用下引起的变形要减小到最小程度，因此要求垫层料要具…     

三板溪混凝土面板堆石坝变形及应力分析

本文采用清华非线性K-G模型进行大坝三维非线性有限元变形和应力分析。三板溪工程的坝料岩性较好,坝体变形较小。坝体蓄水期最大计算沉降为82cm左右,约为坝高的0.44%,坝体最大水平位移约24cm,面板的挠曲率约0.07%。坝址河谷狭窄,坝肩对坝体变形的拱作用明显,面板水平位移约相当于沉降的15%。周边缝和垂直缝的三向变形约为20mm,在止水结构可承受范围内。由于后期分期施工在上游坝坡顶部所产生的垫层料的法向变形在10~20cm之间,在分期浇筑面板时应该引起重视。     

高海拔地区土石坝技术研究

香格里拉县桑那水库是云南省第一座在高海拔3 300 m的高寒地区修建的中型水库,当地冬季气温低(最低气温-27.4℃),对坝基开挖、填筑、混凝土浇筑施工带来很大影响,设计提出:1)混凝土盖板及坝基保护采取引水保护,水与岸坡结合部位易形成冰冻,对这部分采取塑料薄膜加石碴覆盖;2)土料避开低温期施工,在施工中随时检查粘土含水量,在料场采取挖排水沟,开挖过的土料场上以及填筑好的防渗心墙上覆盖三色塑料薄膜加渣料作保护等保温防冻措施;3)在永久暴露混凝土表面配置温度钢筋,浇筑混凝土时掺入抗冻剂、减水剂、速凝剂,同时采取保温措施。     

水布垭超高混凝土面板堆石坝的运行性状

已建的清江水布垭面板堆石坝高达233m,是目前世界上最高的混凝土面板堆石坝.对堆石体采用"南水"双屈服面弹塑性模型,采用实际的坝料分区与填筑过程,根据施工期的坝体沉降曲线,对坝体填料的参数进行了反分析.在此基础上对大坝的应力与变形特性进行三维弹塑性数值仿真分析,模拟面板堆石坝的实际填筑过程和蓄水过程,对大坝的运行性状进行研究.研究结果表明:对于233m的超高混凝土面板堆石坝,正常运行期,坝体变形较大,不考虑堆石体流变时.坝体最大沉降为2.29m,最大水平向位移为58.5cm.面板最大挠度为72.9cm,顺坡向位移最大为6.4cm,顺坡向出现拉应力,最大值超过4.0MPa.面板竖缝的变形不超过10mm,周边缝的三向变形不超过20mm,均在止水结构可承受的范围内.     

U形渠道底坡对圆头量水柱测流的影响分析

为研究渠道底坡对圆头量水柱水力性能的影响,分析其在我国北方灌区的适用性,在U形渠道中对6种底坡、6种收缩比、3种长宽比的圆头量水柱进行了系统试验,分析了该量水设施在U形渠道中的水面线变化规律及不同底坡适宜的圆头量水柱体型,研究了底坡对上游水位壅高、水头损失、上游佛汝德数及临界淹没度的影响。拟合出简明实用具有量纲和谐性的流量公式,测流精度高。试验结果表明:在渠道流量、圆头量水柱收缩比和长宽比相同时,随着底坡的减小,上游水位壅高增加,影响范围逐渐上移;上下游水头损失及上游佛汝德数随着底坡的变陡而增大;圆头量水柱收缩比及长宽比的选择与底坡呈负相关关系;该量水柱具有较高的临界淹没度,可达0.90。     

论高土石坝机械化筑坝技术

高土石坝的建设周期、工程造价等问题都与施工机械化程度有着密切关系。要提高施工机械化的水平,必须把传统工艺中人力施工部分用机械施工来代替。否则,使用先进施工机械的容量再大,数量再多,也不能充分发挥施工机械的效率,总工期仍会受人力施工的环节所束缚。本文根据坝高大于100米的碧口、石头河与菲尔泽土石坝的施工实践,着重论述:高土石坝防渗体与两岸接合部采用重型机械施工;基础混凝土以上第一层土材采用气胎碾直接碾压;防渗体、反滤料与坝壳的“犬牙交错”平起填筑。坝壳料用震动碾震压:用综合铺料法填筑:分区分段接合部的施工以及抛填块石护坡等一套机械化筑坝技术。施工实践证明,上述筑坝技术,可充分发挥机械效率,提高工程质量,加快填筑速度,降低成本,为今后高土石坝工程全面实现机械化施工奠定了基础。     

水布垭面板坝实测沉降分析与土石坝沉降统计预报模型

本文对水布垭面板坝实测沉降进行整理分析,大坝变形监测仪器工作正常,坝体实测沉降分布规律合理,最大沉降为已填筑坝高的1%,推算填筑堆石体垂直压缩模量达100MPa,坝体填筑质量良好.本文考虑土石料变形的影响因素及材料流变特性,应用统计回归方法建立耦合的指数型坝体沉降统计预报模型,与实测数据拟合很好,预测大坝竣工5年后的沉降略有增加.     

深厚覆盖层上超硬岩快速填筑面板堆石坝

结合建在深厚覆盖层上的苗家坝水电站面板堆石坝施工中遇到的实际问题——大坝填筑料硬度很大而且工期紧,填筑工程量大,填筑工序复杂。通过对大型非线性有限元通用软件ADINA的改进和开发,建立了面板堆石坝的三维数值模型,对大坝快速填筑坝的全过程进行数值模拟,计算分析此面板堆石坝填筑到各个时期的位移和变形、大小主应力的变化以及填筑完成蓄水以后坝体沉降和应力的变化趋势等。文章研究成果对在深厚覆盖层地基上利用超硬岩堆石料进行快速筑坝具有一定的实用价值,对类似的工程也有比较大的参考价值,部分研究成果已在该工程的设计和施工中得到应用。     

基于广义塑性模型的高面板堆石坝静、动力分析

考虑筑坝砂砾料的压力相关性,对广义塑性模型的弹性模量、加载塑性模量和卸载塑性模量进行了修改,并根据筑坝砂砾料静、动力试验确定了修改后的模型参数。采用修改后的广义塑性模型,进行了200m级砂砾石面板坝的有限元静、动力反应分析。计算结果表明：采用修改的广义塑性模型,可以直接得到坝体在地震荷载作用下发生的永久变形;弹塑性分析得到的大坝静力变形、动力反应和地震永久变形规律合理;合理考虑压力相关的广义塑性模型用于高面板坝静、动力有限元分析是可行的。     

土石坝震害与抗震安全

结合世界上地震区已建土石坝的震害调查,对主要震害型式、产生机理以及防止震害的对策进行了剖析,分析了现代碾压式高土石坝抗震性能优良的内在原因。从设防标准、抗震能力与抗震风险以及坝体填筑设计质量控制指标等方面论证了现阶段强震区高土石坝建设需重视的问题。在深入开展土石坝抗震理论研究的基础上,适当提高坝料填筑设计指标以控制有害变形,强震区300m级高土石坝的建设是安全可行的。     

深厚覆盖层上超硬岩快速填筑面板堆石坝三维应力变形有限元数值模拟

结合建在深厚覆盖层上的苗家坝水电站面板堆石坝施工中遇到的实际问题——大坝填筑料硬度很大而且工期紧,填筑工程量大,填筑工序复杂。通过对大型非线性有限元通用软件ADINA的改进和开发,建立了面板堆石坝的三维数值模型,对大坝快速填筑坝的全过程进行数值模拟,计算分析此面板堆石坝填筑到各个时期的位移和变形、大小主应力的变化以及填筑完成蓄水以后坝体沉降和应力的变化趋势等。文章研究成果对在深厚覆盖层地基上利用超硬岩堆石料进行快速筑坝具有一定的实用价值,对类似的工程也有比较大的参考价值,部分研究成果已在该工程的设计和施工中得到应用。     

堆石料残余体应变对计算面板堆石坝永久变形的影响

混凝土面板堆石坝地震永久变形的预测非常重要。根据它可直接判断大坝的安全,并为抗震预留坝高提供依据。一个时期以来,同时计入堆石料残余体应变对面板坝永久变形计算有多大影响存有争议。采用饱和排水动三轴试验方法得到的动应力～残余应变关系计算坝体的永久变形,所得数值一般偏大。而风干堆石料在排气状态下的三轴试验,目前只能考虑残余剪应变。本文利用前人对不同试验方法得到的动应力～残余应变关系进行面板堆石坝地震永久变形计算做了比较,结果表明：由于坝体运用期间有部分堆石浸水,故其永久变形的计算对浸水线以上坝体采用风干料排气试验结果只考虑残余剪应变,浸水线以下坝体采用饱和料排水试验结果同时计入残余体应变和残余剪应变,比整个坝体采用饱和料排水试验结果同时计入残余体应变和残余剪应变为合适。     

超高心墙堆石坝应力变形特点分析

土石坝是世界各国广泛采用的坝型,我国在建和拟建的300m级高坝许多为土石坝.清华大学水利水电工程系近年来参加了糯扎渡、双江口、两河口、古水和其宗等300m级超高心墙堆石坝的应力变形分析工作.论文总结了上述超高心墙堆石坝工程坝料分区特点以及邓肯张EB模型参数的取值范围,选取典型计算成果分析总结了超高心墙堆石坝在坝体应力、心墙拱效应、坝体变形分布、心墙超静孔隙水压力和坝体应力水平分布等方面的一般规律和特点.     

应力路径对堆石变形特性的影响

本文应用龙滩水电站和十三陵抽水蓄能电站两座面板堆石坝的堆石料,近似模拟大坝填筑、水库蓄水和库水位下降时的应力路径,研究了坝体内的应力状态。试验结果表明：对面板坝而言,大坝在施工期和运行期坝轴线上游部位处的堆石变形模量比常规三轴应力（σ３＝ ｃ）条件下得出的变形模量大,而以往一些工程在进行坝体有限元计算时未考虑这一特点,采用的堆石变形模量偏小,这是计算周边缝位移及面板法向位移比实际值偏大的主要原因。     

复杂地基对西龙池面板堆石坝三维应力及变形的影响研究

西龙池抽水蓄能电站的下水库大坝为沥青混凝土面板堆石坝，坝址碎石料覆盖层较深，且河床基岩面向下游倾斜，大坝设计中如何合理利用坝基覆盖层碎石料并减少坝基开挖量是十分重要的问题。本文采用清华非线性解耦K－G模型，进行大坝三维非线性有限元分析，研究了蓄水期坝体变形特点及下游坡及坝趾区坝基的稳定问题，并提出相应的工程措施。     

糯扎渡高心墙堆石坝的抗震措施研究

本文在广泛收集调研国内外强地震区已建心墙堆石坝抗震加固措施的基础上,通过有限元分析,研究采用上缓下陡坝坡抗震措施的效果,并用杆单元模拟堆石体中的加筋,探讨对坝顶一定范围进行坝体加筋抗震措施的可行性.根据动力有限元分析计算的坝体加速度分布、坝体永久位移结果,总结糯扎渡坝体动力反应的规律,评价糯扎渡坝坡的抗震安全性.     

镁渣粉煤灰复合混凝土的干燥收缩特性

针对镁渣利用率低以及对现代混凝土尺寸稳定性要求高的问题,以镁渣掺量、粉煤灰取代率为因素,设计正交试验方案,试验研究镁渣粉煤灰复合混凝土的干燥收缩特性。结果表明:镁渣粉煤灰复合混凝土的干缩变形与时间呈双曲线关系,且有很好的相关性;镁渣和粉煤灰对混凝土的干缩变形均有抑制效应,镁渣的作用效应明显的强于粉煤灰的作用效应,镁渣和粉煤灰复掺较镁渣单掺对混凝土干缩变形的抑制效应增强;镁渣对混凝土干缩的作用效应随时间逐渐增大,90 d基本趋于稳定,测定龄期内混凝土仅有收缩,无膨胀变形和膨胀性危害,掺入适量的镁渣来补偿混凝土的收缩变形是可行的。