天然地基与加固地基条件下拱坝模型破坏试验研究

位于云南澜沧江上的小湾水电站拱坝为目前世界同类型坝中最高的一座。坝址具备修建高拱坝的优越地形条件,但其地质条件复杂,左右坝肩抗力体内存在部分地质缺陷,直接影响到拱坝与地基系统的正常运行和整体稳定。针对小湾拱坝1 210 m高程坝肩的地形地质条件,采用地质力学模型试验方法,用超载法进行破坏试验研究,并进行了坝肩天然地基未加固和坝肩地基加固两种方案的对比分析研究。通过两个方案的平面地质力学模型试验,对比分析了两种方案坝体、坝肩的变位分布规律及模型破坏过程和破坏形态、坝肩稳定超载安全度,研究成果表明:坝肩加固后超载能力得到了提高,破坏形态得到了改善,加固效果明显。     

地质力学模型试验中变温相似材料的应用与温度影响行为分析

模型材料的研究是地质力学模型试验中的关键问题。结合溪洛渡水电站高拱坝坝肩稳定三维地质力学模型,运用强度储备与超载相结合的综合法试验,研究了变温相似材料在地质力学模型试验中的应用。考虑到试验降强过程中产生的温度附加效应,运用有限元数值分析方法进行了温度影响行为分析。结果显示:一定温度范围内,在地质力学模型试验中采用变温相似材料,实现了材料的强度降低,伴随降强过程产生的温度附加效应属于正常试验误差范围,试验结果可靠;试验获得了溪洛渡水电站坝肩综合稳定安全度及坝肩破坏形态,并提出了工程处理措施建议。     

锦屏一级水电站拱坝坝肩稳定分析及工程措施研究

以刚体极限平衡法为主,结合拱坝整体稳定数值分析及地质力学模型试验,对锦屏一级拱坝坝肩抗滑稳定进行了全面的计算分析与论证,表明拱坝坝肩稳定有保障。同时针对左右岸坝肩稳定的特点,采取了有效的增强拱坝坝肩稳定的工程措施。     

小湾拱坝坝肩稳定平面地质力学模型试验研究

小湾水电站是澜沧江中下游河段梯级开发的“龙头”水库,大坝为292 m高的双曲拱坝,坝址具备修建高拱坝的优越地形条件,但地质条件较为复杂。针对小湾拱坝1210 m高程坝肩的地形地质条件,对坝肩未进行加固处理方案,采用地质力学模型试验方法,抓住影响坝肩稳定的主要因素,利用超载法进行破坏试验研究,分析坝体及坝肩变形分布特征,探讨坝肩失稳的破坏过程、破坏形态和破坏机理,确定坝肩超载稳定安全度。     

北溪水电站拱坝地质力学模型试验

北溪水电站混凝土双曲拱坝由于特殊的地形地质条件，坝体应力和坝肩稳定是关系工程成败的关键。为此设计在进行拱梁分截计算的同时，进行了三维有限元非线性分析和地质力学模型试验。试验表明，大坝和坝肩的运行状态能够满足安全运行的要求。     

论拱坝坝肩稳定安全度的分析方法

分析拱坝坝肩稳定安全度,目前国内外有两类方法;数学力学分析法和物理模型试验法.在数学力学分析法中,日前主要采用安全系数法和可靠度理论,在物理模型试验中,地质力学模型试验可以模拟不连续岩体和物理力学参数,以及找出破坏机理.本文在评述目前估计拱坝坝肩稳定安全方法的基础上,重点研究应用三维有限元分析某重力拱坝在600m水位时左坝肩稳定安全度,得出该坝坝肩经加固处理后,在正常水位时(600m水位)坝肩稳定是有保证的结论.     

锦屏一级高拱坝坝基结构面弱化效应研究及坝肩稳定性分析

为了研究锦屏一级高拱坝工程在蓄水运行后,坝肩坝基软岩结构面在应力场、渗流场耦合作用下的弱化效应,以及在考虑这种弱化效应条件下分析高拱坝工程的坝肩稳定问题,首先通过现场采集该工程坝肩软岩和结构面岩样,制备相似试件,在MTS岩石力学测试系统上进行水岩耦合三轴压缩试验,获得了坝肩软岩和结构面强度参数的弱化率,为拱坝坝肩稳定模型试验提供结构面降强幅度的依据。然后,针对拱坝坝肩稳定问题,开展了加固地基条件下高拱坝三维地质力学模型综合法破坏试验,在试验中,根据弱化试验成果确定了结构面的综合降强幅度为30%,并研制了适用于各类软弱结构面强度弱化特性的变温相似材料,用于在模型中模拟结构面的弱化效应。通过试验获得了坝与地基的变形分布特性,坝肩坝基失稳的破坏形态和破坏机理,得出坝肩稳定综合法试验安全系数为5.2~6.0,评价了拱坝工程的稳定安全性。研究成果为工程的设计施工和安全运行提供了重要科学依据。     

有限元法在分析拱坝坝肩稳定中的应用

在评述估计拱坝坝肩稳定安全度方法基础上，结合某重力拱坝的左坝肩的稳定问题，重点对有限元法作了详细分析，并与刚体极限平衡的等Ｋ法和地质力学模型试验的成果作了对比，结果表明，用有限元法估计坝肩的稳定安全度比其它方法更能反映实际情况。     

三维地质力学模型破坏试验不同加载程序对比分析

结合沙牌RCC拱坝坝肩稳定三维地质力学模型试验,就破坏试验中的综合法进行了两种不同方案的研究:一是先在正常荷载下超载1.2倍P0(P0为正常工况下水荷载)再降强,直到坝肩破坏失稳;二是先在正常荷载下超载4.2倍P0再降强,直到坝肩破坏失稳。对比分析两方案拱坝坝肩的变位分布情况、坝肩的破坏机理和综合稳定安全度等,得出了较为合理的综合法试验加载程序,为今后相关工程的试验研究提供了重要的参考依据。     

锦屏一级高拱坝整体稳定物理与数值模拟综合分析

高拱坝的整体稳定是工程建设中的关键问题之一,地质力学模型试验和数值计算是研究这一问题的重要方法。通过理论推导建立了基于综合法的大坝稳定安全系数评定关系式。针对锦屏一级高拱坝坝肩地质条件复杂,影响拱坝整体稳定的断层、岩脉、节理裂隙众多,坝高库大和加固难度大,工程安全稳定问题十分突出等特点,采用综合法地质力学模型试验与三维非线性有限元相结合的方法,对加固处理后的锦屏一级高拱坝整体稳定性开展研究。获得了拱坝在正常工况下的工作性态,以及在结构面强度参数降低约30%后坝肩的超载变形失稳过程和最终破坏形态,提出拱坝与地基综合法整体稳定安全度为5.2~6.0(试验值)和5.98(计算值)。通过综合分析模型试验和数值计算的成果,评价了锦屏一级高拱坝工程的安全性和加固效果。研究成果为锦屏一级拱坝工程的安全监测和运行管理提供了科学依据,同时也为其他类似高拱坝工程的稳定分析提供参考。     

江口双曲拱坝地质力学模型试验研究

通过整体地质力学模型试验，研究了江口水电站双曲拱坝坝体和坝肩的变形规律、破坏机理，综合评价了坝肩的超载安全度，并对江口水电站拱坝基础处理方案进行了验证。     

叶巴滩高拱坝坝肩稳定分析及其加固效果评价

叶巴滩高拱坝地质条件复杂,坝体与坝肩的稳定安全问题突出,工程安全性评价及加固处理方案的确定至关重要。采用数值计算分析了叶巴滩拱坝在天然地基条件下的坝肩稳定,并针对揭示的薄弱环节提出加固措施。对加固后的拱坝进行有限元计算及三维地质力学模型试验,综合评价坝肩整体稳定安全性及加固措施的有效性。研究结果表明:天然地基条件下的坝体与坝肩变位较大,并呈现明显左右不对称特性,拱端附近发育的软弱结构面相互错动,对坝肩稳定起控制性作用。坝肩主要结构面加固后,坝体及坝肩变位减小,对称性得到明显改善,坝肩承载力及稳定性得到有效提高,表明所采取的处理措施对拱坝受力变形和坝肩稳定起到良好的加固作用。     

沙牌RCC拱坝坝肩稳定三维地质模型试验研究

通过三维地质力学模型试验，研究了沙牌RCC拱坝坝体和坝肩的变形规律、破坏机理，综合评价了坝肩的超载安全度，为工程设计提供依据。     

构皮滩双曲拱坝三维地质力学模型试验研究

采用三维地质力学模型试验技术研究构皮滩双曲拱坝坝基内的层间错动带和裂隙对坝体位移和坝肩稳定的影响,分析了在超载情况下坝体的破坏形式和坝肩岩体构造面的破坏发展过程,并对大坝的安全性进行了评价。     

构皮滩双曲拱坝三维地质力学模型试验研究

 采用三维地质力学模型试验技术， 研究了构皮滩双曲拱坝坝基内的层间错动带和裂隙对坝体和坝肩稳定的影响，以及在超载情况下坝体的破坏形式和坝肩的破坏发展过程。最后对大坝的安全性作了评价。     

万家口子双曲拱坝整体稳定地质力学模型试验研究

针对万家口子双曲拱坝的地质问题,采用三维地质力学模型试验技术,全面模拟了大坝基础的不连续岩体条件、岩石力学性质、基础处理和整体双曲拱坝,研究了基础对大坝结构变形和稳定的影响,揭示拱坝坝体和坝肩从加荷开始到破坏的整个进程和机理,从而得出了拱坝的破坏机理及超载安全能力。     

沙牌RCC拱坝坝肩稳定破坏试验综合法与超载法的相关特性分析

结合沙牌RCC拱坝坝肩稳定三维地质力学模型试验，着重分析了综合法与超载法所得试验成果的异同及其成果的实用性，探讨了由两种试验方法求得的安全系数间的相互关系。结果表明，由超载法求得的安全系数值大约是综合法求得的1．28倍。     

地质力学模型及其在葛洲坝工程中的应用

一、前言地质力学模型试验,是研究复杂地基破坏稳定、拱坝坝肩稳定、大跨发地下洞室、隧道以及高边坡稳定等问题的一项新的试验技术。它是根据建筑物的具体工程地质条件(如断层、裂隙破碎带、泥化夹层、构造面等)和岩体的力学变形性能,用来研究基岩对上部建筑物以及基岩内部由弹性至弹塑性、直至破坏失     

乌东德双曲拱坝三维地质力学模型试验研究

基于乌东德双曲拱坝的特定工程地质条件,采用三维地质力学模型试验技术,通过重度超载的方法,研究了坝体和坝基、坝肩从加荷到破坏的整个过程与整体稳定性。依据相似理论,按照1∶300比例对大坝基础及两岸坝肩山体的岩体力学特性、不连续结构面和层面、双曲拱坝坝型等进行了相似模拟,研究了拱坝及基础的变形特征、失稳破坏过程、破坏形态以及超载能力,对拱坝与地基整体稳定安全度进行了评价。通过分析拱坝在正常蓄水位和超载作用下的位移场、坝体和坝肩的变形及其分布特征、内部断层典型测点的相对位移,对拱坝坝体和坝基失稳前后裂缝发展的全过程及其破坏机制进行了研究。试验结果表明:在设计荷载作用下,坝体及左右岸坝肩变形稳定,变形呈线性特征;综合位移应变测试结果及超载破坏模式定性描述,认为上游坝踵起裂安全度K₁=1.7~2.0,非线性开始安全度K₂=3.5~4.0,拱坝坝肩与坝基整体稳定安全度K₃=6.0~7.0。     

拱坝-坝肩整体动力稳定性的离心模型试验

采用离心模型试验方法研究拱坝-坝肩系统的动力抗滑稳定,以及拱坝在动力荷载作用下的破坏机理。采用以脆性材料制作的模型拱坝进行离心模型动力试验,测定模型拱坝在谐波荷载作用下的动力反应,得到了结构从完整到破坏的全过程,揭示了模型拱坝的动力反应特性和破坏机理。试验结果同时表明,离心模型动力试验对于研究拱坝-坝肩系统的静、动力稳定是一种有效的手段。