沥青混凝土心墙石碴坝设计

沥青混凝土心墙是土石坝的一种新型防渗结构，具有防渗性能高，适应变形能力强，心墙厚度薄，工程量省，抗震性能好等特点，结合重庆马家沟水库工程，分析介绍了沥青混凝土心墙石碴坝的设计。     

高土石坝抗震安全评价与抗震措施研究进展

本文总结介绍了高土石坝抗震安全评价与抗震措施的最新进展。主要内容包括,筑坝材料(堆石料、土与结构接触面、防渗混凝土材料)弹塑性本构模型、大坝–地基–库水动力相互作用分析方法、高性能精细化有限元计算软件开发、高土石坝地震破坏全过程模拟、面板堆石坝面板抗震措施等。最后总结了高土石坝安全评价理论与方法的发展方向,包括高土石坝体系地震响应分析方法、筑坝材料力学特性和本构理论、计算技术和分析软件、抗震安全评价方法。     

复杂地质条件下沥青混凝土心墙坝风险识别方法

针对复杂地质条件下沥青心墙坝风险识别问题,本文从“三高一深”复杂地质条件、沥青混凝土心墙和传统土石坝三个风险维度,系统建立沥青混凝土心墙坝风险指标体系。针对主客观信息融合不充分问题,本文采用三角模糊层次分析法（TFAHP）确定风险指标主观权重,通过指标重要性评价法（CRITIC）确定其客观权重,并利用博弈论法（GT）计算最优组合权重,构建基于TFAHP-CRITIC-GT组合赋权模型的沥青心墙坝风险智能识别方法。实例分析表明,新疆奴尔沥青心墙坝工程复杂地质条件风险指标权重占比0.516,是该工程的重要风险因素。综合考虑复杂地质条件风险对于准确识别沥青心墙坝风险因素具有重要工程意义,本文提出的指标体系及识别方法对于西部地区复杂地质条件大坝风险识别及评价研究具有推广价值。     

考虑持时的高沥青混凝土心墙坝抗震性能评价

现行水工抗震设计规范中关于强震特性中的幅值和频谱均有明确规定,而强震持时特性对高性能水工结构地震反应的影响至今尚未被纳入规范中。目前衡量强震持时特性的定义方式较多,但多数情况下仅考虑单方向地震动持续时间,低估了多方向强震持时特性对高性能水工结构地震反应的影响。鉴于上述原因,本文以西部大石门高沥青混凝土心墙砂砾石坝为例,建立“大坝-宏观库水-坝基”动态耦合分析系统,基于能够考虑多方向强震持时特性的综合持时指标,通过增量动力分析（IDA）法探究短持时和长持时地震对高沥青混凝土心墙砂砾石坝抗震性能的影响。采用坝顶相对震陷率作为抗震性能的评价指标,给出了高沥青混凝土心墙砂砾石坝的性能水平划分等级,得到了考虑地震动综合持时特性的大坝地震易损性概率曲线。结果表明：地震动综合持时特性对大坝不同性能水平的破坏概率影响显著;当地震动强度相同时,长持时地震动作用下大坝的破坏概率均大于短持时地震动作用。     

沥青混凝土心墙坝应力变形及水力劈裂研究

采用三维非线性有限元法对新疆某沥青混凝土心墙堆石坝进行了应力变形分析,计算中采用邓肯E-B模型作为坝体及心墙的本构模型,对大坝施工和蓄水过程进行了模拟,并采用线弹性断裂力学方法对沥青混凝土心墙是否会发生水力劈裂破坏进行了判定分析。计算结果表明,坝体和心墙应力变形均处在合理范围之内,但心墙中存在一定的拱效应,需要研究其发生水力劈裂的风险。基于线弹性断裂力学理论建立了沥青混凝土心墙水力劈裂判定准则,并在可能开裂处预设裂纹进行水力劈裂判定,结果表明,该裂纹尚不能扩展,沥青混凝土心墙不会发生水力劈裂破坏。     

沥青混凝土心墙砂砾石坝耐震时程法性能评估

为研究耐震时程分析法在沥青混凝土心墙砂砾石坝抗震性能评估中的适用性,以典型百米级沥青混凝土心墙砂砾石坝为研究对象,基于目标反应谱优化合成的4条耐震加速度时程曲线作为地震动输入,同时选取10条实测地震动进行增量动力分析,对比研究该沥青混凝土心墙砂砾石坝在不同强度地震作用下的坝顶加速度、动位移、相对震陷率等动力响应指标。结果表明：耐震时程分析法能较好预测沥青混凝土心墙砂砾石坝在不同强度地震作用下的动力响应,其结果处于增量动力分析结果的包络线之内,有效避免了多次调幅计算,提高了计算效率,能为我国西部沥青混凝土心墙砂砾石坝的抗震性能评估提供更高效可行的新方法。     

基于变形和稳定的高心墙堆石坝抗震性能分析

为保证高烈度地震区高心墙堆石坝的安全运行,需要进行抗震性能分析。变形和稳定是抗震性能分析的两个重要评价内容。文章同时考虑高心墙坝材料参数及地震荷载的不确定性,采用地震易损性分析方法,基于坝顶相对震陷率和累积滑移量两个性能参数,进行抗震性能分析。首先基于拉丁超立方抽样方法,选取多组材料参数样本,并进行随机组合,然后对大坝分别施加若干条地震动,分析其在不同强度地震水平下的地震响应,进而对大坝进行易损性分析,最终得到大坝两个不同性能参数在不同性能水平下的地震易损性曲线和概率,成果可为高心墙坝的抗震设计、加固或维修方法提供参考。     

深覆盖层土石坝三维有限元应力应变分析

采用邓肯张E—B非线性模型对某深覆盖层坝基上沥青混凝土心墙土石坝进行了三维有限元应力应变分析，采用无质量地基模拟坝基和山体对坝体沉降变形和应力的影响，给出了深覆盖层上坝体的应力和变形特点，特别是沥青混凝土心墙上的应力、位移分布特点，为大坝的安全设计提供理论依据。     

新疆下坂地工程大坝防渗体形式的选择

根据下坂地工程地处海拔高、年温度变化大、冬季气候寒冷地区的特点，本文主要从沥青混凝土心墙的墙体布置形式和施工方式两方面来论述下坂地工程大坝心墙形式的选择。     

冶勒水电站沥青混凝土心墙防渗性能的试验研究

本试验侧重于沥青混凝土的防渗性能研究。重点研究了沥青混凝土在施加不同荷载水平条件下的变形性能与防渗性能,通过试验论证了采用沥青混凝土作为堆石坝防渗心墙材料的可行性。成果为已开工的冶勒水电站大坝的设计和施工提供了重要的参考依据。     

张峰水库大坝初蓄期监测资料分析

山西省张峰水库黏土斜心墙堆石坝在初期蓄水后,上游坝壳及心墙受到上游库水和湿化作用产生了变形,同时,坝体的浸润面也将逐渐形成,对大坝初蓄期进行渗流和变形观测是保证大坝安全和验证坝体设计的关键。通过对坝高72.2 m的张峰水库黏土斜心墙堆石坝初蓄期坝体变形和渗压等观测资料的综合分析,探讨了大坝初蓄期监测资料分析总结的方法,证明大坝目前工作性态总体正常,可以进一步蓄水,分析结果对类似工程有一定的借鉴意义。     

新疆石门水电站碾压式沥青混凝土心墙快速施工质量控制技术

新疆石门水电站碾压式沥青混凝土心墙砂砾石坝是我国北方高寒地区同类型沥青混凝土心墙第一高坝。本文就通过对原材料选择、成品骨料质量控制,沥青混凝土设备选型和沥青混合料质量检测,沥青混凝土从拌和至施工过程温度跟踪检测质量控制、现场施工质量控制和检测等措施实现了沥青混凝土心墙快速施工过程中质量的有效控制,经过蓄水后两年多的安全运行监测,大坝的沉降变形小,防渗效果非常明显,从而证实了快速施工过程中各环节质量控制措施的有效性和可行性,值得同类工程借鉴参考。     

沥青混凝土心墙与过渡层变形协调性及防渗的影响研究

采用三维有限元法对云南省某沥青混凝土心墙均质坝进行了心墙与两侧过渡层变形协调性的数值模拟分析,研究心墙的厚度对坝体防渗影响的变化规律。计算中坝体和心墙的本构模型采用邓肯张E-B模型,对不同厚度的心墙分别进行了模拟计算,并对比其相互之间的变形协调规律及心墙的防渗效果。计算结果显示,心墙厚度在0.3 m、0.4 m和0.5 m条件下,大部分水平位移满足变形协调性,顺河向水平位移值随着心墙厚度的增加而变大,拱效应越明显,说明对心墙水平位移越不利。心墙与过渡层的沉降随着高程的增加而变大,并且随着心墙厚度的增加,沉降的最大值随之减小。相对两侧的过渡层而言,心墙上部沉降小,底部沉降大,整个心墙在高度方向上有"被拉伸"的现象,这就为心墙产生拱效应提供了必要条件。心墙以受压应力为主,通过验算,并未发生水力劈裂破坏。坝体加入沥青混凝土心墙后,浸润线明显降低,防渗效果好,并且渗流量随着心墙厚度的增加而减小。     

当前沥青混凝土防渗土石坝建设中若干问题的探讨

结合室内试验研究资料、大坝原型监测资料和大坝变形应力计算成果,对当前沥青混凝土防渗土石坝建设当中存在的若干问题进行研究.文中分析了水工沥青混凝土防渗材料试件成型方法、加载速率和温度等合理的试验条件;指出现有土石坝设计规范中关于沥青混凝土心墙的静止侧压力系数K.规定存在的问题;结合沥青混凝土材料的力学特性,分析心墙拱效应与大坝分区设计的相关关系,并对其质量控制标准的不足进行了探讨,提出了建议.     

汶川地震对黑河大坝坝体渗流影响的初步研究

2008年5月12日四川省汶川大地震发生,余震波及到陕西省,位于周至县境内的黑河水库大坝经受了6～7级裂度余震破坏,针对坝体安全问题,对大坝心墙地震前后渗流监测资料进行总结和分析,得出地震后大坝心墙渗流稳定的结论,这对于水库安全运行意义重大。     

册田水库土坝抗震稳定性评价

册田水库大坝为均质土坝，后坝堆石渣坝型，大坝采用不同方法分期施工，大坝地处7度地震区，故对大坝抗震安全性评价尤为重要。通过对水库地震危险性分析，并对坝体进行二維、三维地震反应分析，得到如下结论主坝、北副坝在地震作用下，大坝存在液化区、裂缝和局部隆起，但大坝整体是稳定的；南副坝由于坝基砂层的存在，在地震作用下，坝坡处在不安全状态，所以需要加固。     

基于实时监控的沥青混凝土心墙坝坝面碾压施工仿真研究

目前沥青混凝土心墙坝坝面碾压施工仿真主要考虑碾压机械的工作效率,没有将实际的施工数据融入到仿真模型中,从而降低了仿真的可靠性。针对此问题,本文将碾压过程实时监控引入仿真模型,基于实时监控技术的碾压施工数据,通过数理统计方法,获得贴近实际施工的仿真参数;同时,结合离散事件仿真方法,建立沥青混凝土心墙碾压施工过程的精细化仿真模型;最后,通过Monte Carlo方法计算得到填筑单元的碾压历时和区段初碾合格率。以西南某在建沥青混凝土心墙坝工程为实例进行仿真计算分析,通过置信度检验方法对仿真模型进行验证,并通过局部灵敏度分析的方法对仿真参数进行灵敏度分析,为现场坝面碾压施工的指导和工程进度的控制管理提供技术支持。     

降低高沥青混凝土心墙拉应力的措施研究

传统沥青混凝土心墙堆石坝中心墙和坝壳沿坝轴线方向均为直线型。心墙在水压力推动作用下产生指向下游的挠曲变形，心墙轴线伸长致使其内部产生拉应力，坝高越高，心墙产生拉裂缝的风险越大。本文基于心墙产生拉应力的机理，提出了两种新坝型（直坝曲心墙坝型和曲坝曲心墙坝型）的改善措施。借助有限元计算，研究了坝高和坝轴线长度对心墙挠曲变形和拉应力的影响，考察了新坝型的改善效果，表明坝高越高、坝轴线长度越长和岸坡坡比越大，心墙拉应力越大，新坝型对减小心墙拉应力具有良好的效果。通过施工技术、施工工期以及经济成本等方面的分析，表明新坝型可行，具有良好的应用前景。     

高混凝土坝抗震安全风险评估框架

我国水能资源丰富的西南地区属于强震多发区,因此高坝的抗震安全性受到广泛关注。本文建议了高混凝土坝抗震安全风险评估的框架,由坝址地震危险性、大坝地震易损性、地震破坏损失和抗震安全风险等级等四部分组成。首先,将高坝地震破坏划分为基本完好、轻微-中等破坏、严重破坏和溃坝四个等级。然后,针对每个破坏等级分析了相对应的生命损失、社会环境影响和经济损失评估方法。最后,采用国际上广泛应用的F-N曲线和ALARP准则,基于高混凝土坝地震破坏引起的各项损失风险水平的不同组合,其抗震安全风险可以划分为低、中等、高、极高四个等级。     

最大可信地震下重力坝三维非线性灾变分析

汶川地震后,水工界众位学者对于我国水工建筑物的抗震标准和安全目标提出了新的观点及建议,并对《水工建筑物抗震设计规范》进行修订,明确了对于重要大坝,须按最大可信地震进行校核,以不发生溃坝作为安全目标。本文以待建的实际工程为研究对象,建立了考虑分离的双线性本构关系接触单元的全坝段三维有限元模型,研究重力坝在最大可信地震下的三维非线性灾变分析。通过分析极震情况下坝体的开裂、滑移,并评估坝体抗滑稳定性得到以下结论:在所设置的接触面如坝体-地基接触面、横缝以及下游折坡处的施工缝均发生了张开、闭合和滑移,但最大张开度和滑移产生的永久位移均在可接受范围。通过位移时程曲线收敛可以判断,大坝未发生溃坝现象。