复杂地基加固处理前后拱坝结构特性对比分析

为了分析建在复杂地基上的高拱坝在水库蓄水后坝体工作性态受坝肩断层、裂隙等地质缺陷的影响程度,采用结构模型试验及有限元计算方法,对某高拱坝1 760 m典型高程拱圈开展研究,对比分析拱坝在坝肩软弱结构面加固处理前后的结构特性。结构模型试验结果表明:在天然坝基条件下,受坝肩软弱结构面较发育以及两岸地形地质条件不对称等因素影响,拱坝的应力与变位值较大,其分布特征存在明显不对称的特点。采用以混凝土置换为主的措施进行加固处理,并对处理前后的拱坝应力、变位情况进行对比分析,有限元计算结果表明:在左岸布置混凝土垫座以及对软弱结构面进行混凝土置换,可有效提高坝肩岩体的承载力和抗变形能力,同时可调整拱坝体型、改善坝体受力状态,使拱圈应力与变位值减小,左右对称性得到明显改善,具有良好的加固效果。     

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。     

洞坪双曲拱坝三维渗流及坝肩稳定分析

洞坪双曲拱坝两岸坝肩天然地下水位较高,右坝肩被河道切割临空而相对单薄且存在可能滑移体.坝址区渗流特性及两岸坝肩的稳定性是工程非常关心的问题.根据洞坪坝址区水文地质条件及坝基防渗处理设计措施,动用三维有限元法对洞坪拱坝蓄水后稳定渗流场及坝体坝基整体应力场进行了计算分析;根据有限元应力结果和传统的刚体极限平衡法对两岸坝肩各结构面形成的可能滑移体进行了坝肩稳定计算.结果表明,坝肩具有足够的稳定安全度,不需要采取工程加固措施.     

大岗山水电站拱坝坝肩岩体加固效果分析

大岗山水电站坝址具备修建高拱坝的优越地形条件,但坝址区地质构造复杂,岩脉、挤压破碎带、断层和节理裂隙发育,必须进行加固处理。利用ANSYS有限元分析软件,分别对大岗山拱坝坝肩天然地基和加固地基进行了数值分析。结果表明:天然地基条件下,超载安全系数为4.0~5.0,加固地基条件下,超载安全系数为5.0~6.0。说明加固方案能够有效提高坝体的稳定性和安全度,并且明显改善坝体应变及坝体的塑性变化范围,为工程设计和施工以及类似工程加固提供了科学依据。     

坝肩隧洞洞径对拱坝变位及应力影响研究

水工隧洞是水利枢纽中的重要组成部分。对于浆砌石拱坝结构,在坝肩山体中开挖隧洞后破坏了山体结构的整体性,引起拱坝与山体荷载的重分布,从而对拱坝坝肩的变位及应力产生影响,进而影响到拱坝的稳定安全。运用有限元基本原理,采用ANSYS有限元分析软件,建立拱坝——隧洞——地基三维有限元模型,计算分析了荷载作用下隧洞不同半径对坝肩位移和坝体应力的影响,希望对坝肩隧洞的设计提供一些理论依据。     

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。     

某水库双曲拱坝除险加固中大坝地质评价分析

在某水库双曲拱坝除险加固设计中,针对拱坝坝顶贯穿性裂缝、坝体少量渗水、坝面麻面以及坝肩、坝基等存在裂隙、渗漏等问题,对水库大坝进行工程地质评价,包括地形地貌、地层岩性、地质构造、地下水等工程地质条件的评价,以及坝体质量、坝肩稳定、坝基稳定等方面的综合评价,为大坝除险加固设计提供可靠的数据支撑和依据,并选择出合理的除险加固方案。     

甘竹双曲拱坝除险加固中大坝地质评价分析

在甘竹双曲拱坝除险加固设计中,针对拱坝坝顶贯穿性裂缝、坝体少量渗水、坝面麻面以及坝肩、坝基等存在裂隙、渗漏等问题,对水库大坝进行工程地质评价,包括地形地貌、地层岩性、地质构造、地下水等工程地质条件的评价,以及坝体质量、坝肩稳定、坝基稳定等方面的综合评价,为大坝除险加固设计提供可靠的数据支撑和依据,并选择出合理的除险加固方案。     

长沙坝坝体裂缝及不对称变形原因分析

针对长沙坝坝体开裂、坝体应力及坝肩稳定不满足规范要求、坝体变形不对称等问题,结合除险加固设计,对坝体裂缝及不对称变形原因进行了分析和探讨.提出了原坝顶施工温度偏高、温度荷载及左右坝肩地质条件差异是引起坝体变形不对称的主要原因.在采取坝肩加固、裂缝灌浆、坝体(上游面或下游面)加固等综合处理措施后,坝体应力满足规范要求,坝体不对称变形可得到明显改善.     

东庄拱坝基础加固措施效果分析

拱坝基础加固是保证坝肩稳定和拱坝安全的重要工程措施,以东庄拱坝坝基加固措施为研究对象,系统模拟坝肩岩体中断层、夹泥裂隙、宽大裂隙和相应的加固措施,采用弹塑性本构对其坝基加固效果进行了有限元分析。计算结果表明：基础加固措施对坝体位移和应力的最大值影响很小,但在一定程度上使坝体以及建基面的屈服区减小,改善了坝体受力;基础加固措施对拱坝坝体的塑性区影响不大,但是基础加固后建基面屈服区明显减小,基础加固措施明显改善了坝基的受力状态,基础加固措施对于断层f5和夹泥裂隙Rnj3的屈服区体积影响相对较小,对于宽大裂隙L22的屈服区体积影响较为显著。东庄拱坝基础加固措施改善了坝体和坝基受力、提高了坝基的稳定性。     

蓄水期李家峡拱坝与坝肩挠度变位分析

针对李家峡拱坝与坝肩基础垂线系统自水库蓄水以来的监测资料，分别对其顺河向变位及坝体挠度变形进行时空分析和物理成因分析，并在此基础上对坝体和坝肩岩体的变形状况与安全性作出相应评价。综合分析认为，李家峡拱坝及其坝肩基础在整个蓄水期的挠度变位基本正常，目前已呈现出一定的收敛稳定趋势，但左坝肩部位存在朝上游方向的轻微变形，建议加强对该部位的监测。     

立洲拱坝坝肩稳定破坏试验研究

立洲水电站是木里河干流水电规划的重要梯级电站,该工程的大坝为碾压混凝土双曲拱坝,最大坝高132m,坝址区地质条件较为复杂。为了研究该拱坝与地基的整体稳定问题,采用了三维地质力学模型超载法试验,在模型中充分反映断层、层间剪切带、长大裂隙及裂隙带等复杂地质构造对坝与地基整体稳定的影响,而且在试验过程中将光纤光栅传感器布置在坝顶及上游坝面,监测坝体超载过程中的应变,从而分析坝体的开裂破坏过程。试验研究获得了坝肩抗力体变位分布特征,确定了拱坝与地基的超载安全系数和坝肩破坏形态,为工程的设计和施工提供了科学依据。     

叶巴滩水电站典型地质问题处理措施研究

拱坝坝体基础联合受力的特性决定了拱坝对基础要求相对较高。然而,天然坝基往往存在发育断层等地质缺陷,寻找合适的基础处理措施成为水电工程建设中的一项重要内容。本文以叶巴滩水电站为例,由于其拱坝典型地质缺陷为坝踵区域F2断层和两岸深卸荷松弛岩带,通过数值分析计算、工程类比方法,对比灌浆、不同置换深度对坝体应力变形影响,确定对坝踵区域断层采取置换、深卸荷带灌浆并增设贴角的综合加固措施,运用三维线弹性有限元法分析,经综合基础加固措施拱坝工作性态分析,定量分析评价了处理措施的效果,以期供类似工程参考。     

天花板拱坝坝肩稳定分析及处理措施研究

采用刚体极限平衡法和有限元方法对天花板碾压混凝土拱坝进行了坝肩稳定分析,以抗滑稳定安全系数对坝肩稳定进行评价和研究,分析坝体在各种工况下的稳定性.针对坝肩安全储备相对不高,有针对性地采取了稳定处理措施,提高了坝肩的整体性和安全性.     

渡口坝坝肩采空区置换措施及加固效果研究

梅溪河渡口坝坝址处贯通于坝基砂岩中的煤层采空区是影响拱坝坝肩稳定的突出问题。为确定采空区开挖置换混凝土的深度,采用有限元分析方法,取正常蓄水位+温降时采空区置换50 m、80 m1、00 m和无置换的情况,对渡口坝坝体及基岩应力应变特性进行了计算分析,给出了各自的应力和位移分布,并开展相应处理方案的超载稳定计算分析。对比分析表明,坝肩煤层采空区对坝肩变位和应力分布影响显著,必需采取置换措施。与无置换时相关数据进行对比,置换深度达到80 m时,坝体蓄水期总体变形规律明显改善,上游坝面拉应力极值显著减小,坝体与坝基超载能力提高,满足设计要求。     

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。     

玄庙观碾压混凝土拱坝坝肩稳定分析及加固处理设计

由于条件所限，玄庙观水库拱坝建在原重力坝坝址处，坝址左右岸存在的一些对拱坝坝肩稳定不利的地质构造。在对坝肩稳定进行综合计算分析基础上，采取相应处理措施对坝肩进行了加固处理。     

小湾拱坝坝肩加固方案研究

采用非线性有限元法,对小湾拱坝典型剖面1210m高程平切面的加固方案从坝体变位、坝肩岩体应力、坝肩超载安全系数、置换区分载能力四个方面进行研究分析,评价加固方案的效果。研究结果表明,小湾拱坝典型剖面1210m高程右坝肩采用“扁担”式混凝土支撑框架、左坝肩采用传力框架 混凝土置换的加固方案能够有效地提高坝肩的承载能力。     

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。     

长沙坝水库拱坝坝肩加固措施及其效果

坝肩岩体稳定是拱坝安全的根本保证,长沙坝水库大坝两岸地质条件较差,左右坝肩地质条件差异较大,在运行中存在绕坝渗漏和左右坝肩不对称变形,对拱坝坝肩稳定非常不利。本文通过介绍设计、施工、运行期间所采取的处理措施,总结了除险加固工程坝肩加固的措施及效果。