阿海水电站厂房坝段地震破坏试验研究

采用和混凝土力学性能相似的仿真混凝土材料,结合振动台试验技术,对模型进行合理设计。采用逐级加载方法,研究阿海碾压混凝土重力坝厂房坝段在地震荷载作用下的动力破坏发展过程及地震破坏形态。试验结果表明:引水管和坝体相交的坝头部位是厂房坝段的抗震薄弱部位;大坝开裂后坝体的整体刚度迅速下降,可以结合坝体基频、残余应变的变化以及对坝体表面宏观裂缝的观察,综合分析大坝的损伤破坏过程。试验结果为工程设计人员进行大坝抗震设计提供了参考。     

混凝土重力坝整体结构安全评价

为了突破当前重力坝评价体系中只着眼于独立坝段而忽略整体作用的趋势,以国外某工程中的混凝土重力坝为例,建立重力坝全坝段有限元分析模型。考虑混凝土材料、地基岩体的动力非线性特性,采用接触非线性单元模拟不同坝段之间的横缝状态;通过对不同坝段坝体的位移、应力的计算和分析,研究坝体在不同荷载工况下的静动力响应、屈服特性与破坏模式,对重力坝全坝段的安全性能作出整体评价。研究采用的评价方法成果合理有效。     

强震作用下混凝土重力坝破坏模式研究

采用混凝土弥散性裂缝模型,运用非线性模型对国内某高混凝土重力坝进行破坏模式研究。通过地震超载法得到各类典型坝段最终破坏形态,并对典型坝段的裂缝演化进行了时间历程模拟,得到裂缝出现、发展至坝体破坏全过程。研究得出了不同类型坝段在极限地震荷载作用下的破坏规律,并对重力坝抗震关键部位和薄弱环节进行了总结,为实际工程中采取工程措施提供了参考。     

永定桥碾压混凝土重力坝三维有限元动力分析

结合永定桥电站碾压混凝土重力坝,分析了在2种不同分缝布置下碾压混凝土重力坝的动力特性和地震动力响应。通过对比两种方案下(非溢流坝段)坝段的自振特性以及特征部位的地震动位移和应力响应,对结构抗震安全性做出评价,并提出相应优化措施。     

寒区混凝土劣化对重力坝抗震性能影响研究

为探究寒区混凝土性能劣化对重力坝抗震性能的影响，通过混凝土材料冻融循环试验和数值模拟开展了重力坝动力响应分析，得到了大坝在地震激励时的应力、位移和破坏等情况，并通过损伤因子及其对应损伤区域面积提出了重力坝整体损伤累积面积公式。研究结果表明：强震作用时，坝体损伤最明显的部位为下游折坡处和坝踵，冻融循环对大坝整体损伤程度有显著影响，在下游折坡处的冻融区域内配置抗冻混凝土能提升大坝整体抗震性能。研究成果可供寒区混凝土重力坝的抗震设计参考。     

向家坝水电站大坝抗震安全性研究

向家坝混凝土重力坝具有坝高、库容大、坝基岩体破碎、地震设防烈度高等特点。为探讨大坝抗震稳定性,采用材料力学、线弹性有限元、非线性有限元方法,对非溢流坝段的应力、稳定及极限抗震能力进行了深入研究,获得了向家坝重力坝在地震作用下的动力特性和超载安全系数。针对坝段头部、坝踵部位、上游面变态混凝土内等薄弱部位提出了相应的工程处理措施,以增强混凝土重力坝的抗震性能。     

考虑强震持续时间的混凝土重力坝损伤累积研究

利用混凝土塑性损伤模型和塑性损伤力学的方法分析了混凝土重力坝在不同强震持续时间(强震持时)作用下的非线性损伤累积破坏效应,并根据大坝局部损伤评价指标和整体损伤评价指标对大坝损伤累积破坏程度进行了评价。分析结果表明:地震动强震持续时间对混凝土大坝损伤累积破坏有重要的影响,地震动强震持续时间越长,混凝土大坝损伤累积破坏越大;根据局部损伤评价指标可以有效地判定大坝抗震薄弱部位在大坝中上部,并且大坝整体损伤累积破坏指数可以反映地震动作用下大坝的整体损伤累积破坏程度,从而有效评价混凝土大坝的抗震性能,为混凝土大坝的抗震设计提供科学依据。     

复杂地质条件下重力坝坝基稳定及失稳机理研究

结合四川涪江武都碾压混凝土重力坝18#和19#两个坝段坝基的地质特征,以及对稳定起控制作用的缓倾角结构面和层间错动带的分布状况,通过三维地质力学模型破坏试验,对武都重力坝18#和19#两个坝段的稳定性进行了研究,获得了大坝与地基变形分布特性,并与有限元计算相结合,对比评价了该工程坝与地基的稳定性.分析了坝基岩体的破坏过程、破坏形态及破坏机理,得出上游坝踵、下游坝趾及地基中的断层是工程薄弱部位的结论,并对上述薄弱环节提出了加固处理建议.     

官地碾压混凝土重力坝的抗震分析

在西南高地震烈度区建设160m级高的官地碾压混凝土重力坝,其抗震安全性成为大坝设计的关键因素,对大坝进行抗震安全评价具有十分重要意义。本文采用时程分析法计算了该碾压混凝土重力坝非溢流坝段的动力响应,研究该坝在地震中的安全性,并提出抗震措施。计算结果表明,在Ⅷ度地震设防烈度下,坝头部位是大坝的抗震薄弱环节,提高坝头部位混凝土的抗拉强度,可以提高大坝的抗震性能。     

重力坝深层抗滑稳定三维地质力学模型破坏试验研究

针对武都碾压混凝土重力坝4个典型坝段的坝基深层抗滑稳定问题,开展了重力坝天然地基条件下三维地质力学模型超载法破坏试验和加固地基条件下三维地质力学模型综合法破坏试验,得到了坝基的变形及其分布特点,以及模型的破坏过程和破坏形态,研究了加固处理前后坝与地基稳定安全问题。试验结果表明：武都重力坝16#~19#坝段在天然地基下存在深层滑动问题,在进行了以置换混凝土塞为主的加固处理后,有效地阻隔了断层破裂面的扩展和滑移通道的形成,使坝基的深层滑动稳定得到了良好的改善。