高混凝土面板堆石坝的设计与施工

近年来国际上修建了一些150－190m高的混凝土面板堆石坝，目前还有7座坝高为150－240m高的面板坝准备开始修建。但是已修建的这些高坝较普遍地发生了面板结构性裂缝，有些坝结构性裂缝宽达50mm，个别坝还发生垫层料的流失。通过对天生桥一级水电站面板堆石坝原型观测资料的分析，提出了改进高混凝土面板堆石坝设计与施工的建议。     

狭窄河谷陡边坡高面板堆石坝应力变形研究

目前堆石坝有限元应力应变计算大多采用固支模拟岸坡处堆石与岸坡的连接。对于狭窄河谷陡边坡地区面板堆石坝,堆石可能沿岸坡面将发生滑移,此时采用固支模拟与实际情况不符。为研究狭窄河谷陡边坡对面板堆石坝应力变形影响,选用无厚度的goodman单元模拟狭窄河谷中陡边坡边界与堆石的接触面,并与将岸坡处堆石的结点按固支模拟的常规方法的成果相比较。计算结果表明:2种情况下堆石体变形及应力分布规律大体一致,但是采用固支处理时变形值相对较小;采用固支时,河床段面板底部拉应力偏大,与实际情况不符,考虑摩擦接触后,堆石能够沿着岸坡滑动,该部位应力较为均匀,拱效应相对降低,蓄水后岸坡处面板在受静水压力作用,有较小的压应力,符合实际情况。     

某水库混凝土面板堆石坝应力变形分析研究

采用邓肯-张E-B非线性弹性模型,利用数值计算方法,对某堆石坝在施工和蓄水期的应力、变形进行了计算分析,得出了堆石体和面板的最大变形值及其发生位置。结果表明:蓄水对混凝土面板堆石坝的水平位移影响较小;坝体在竣工期和正常蓄水期两种工况下面板的最大挠度均发生在上游坝坡和堆石压重体的交界处,应力总体较小,大坝稳定性良好。     

河谷形状对面板堆石坝变形特性的影响研究

给出了新的河谷形状参数定义,采用河谷宽度系数μ、河谷边坡陡缓系数δ、河谷非对称系数γ三个动态参数来描述河谷形状。研究了新给出的河谷形状参数对面板堆石坝变形特性的影响,研究表明:河谷地形对坝体存在约束作用,河谷宽度系数越小,河谷地形对坝体的约束作用越强;河谷地形对坝体的约束作用减小了面板的挠度,而堆石体内部存在的应力拱效应则增大了坝体的后期沉降量,两者的共同作用是导致窄河谷中面板产生裂缝的主要原因;河谷边坡陡缓系数不同,堆石体内部潜在剪切滑动面的位置不同,面板的重点防护范围不同;河谷非对称系数越大,大坝发生不均匀沉降的范围越大,面板的扭曲变形越大。     

河谷形状对面板堆石坝变形特性的影响研究

摘要：给出了新的河谷形状参数定义,采用河谷宽度系数 、河谷边坡陡缓系数 、河谷非对称系数 三个动态参数来描述河谷形状。研究了新给出的河谷形状参数对面板堆石坝变形特性的影响,研究表明：河谷地形对坝体存在约束作用,河谷宽度系数越小,河谷地形对坝体的约束作用越强;河谷地形对坝体的约束作用减小了面板的挠度,而堆石体内部存在的应力拱效应则增大了坝体的后期沉降量,两者的共同作用是导致窄河谷中面板产生裂缝的主要原因;河谷边坡陡缓系数不同,堆石体内部潜在剪切滑动面的位置不同,面板的重点防护范围不同;河谷非对称系数越大,大坝发生不均匀沉的范围越大,面板的扭曲变形越大。     

高寒狭窄河谷高面板堆石坝变形控制

建在高寒狭窄河谷中的高面板堆石坝,受地形对坝体拱效应影响,坝体变形具有梯度大、持续时间长等特点。针对坝址区冬季气温低、气温年变幅大、地形狭窄的不利因素,提出采取充分利用施工间歇期、控制坝体沉降速率、增加面板顶部厚度、增大挤压缝的宽度、改善止水结构、加强垫层料的设计等综合措施,控制坝体变形,保证坝体安全。     

高面板堆石坝面板应力规律分析及改善应力状态的对策

本文分析了面板应力分布及其产生的原因,采用接触力学分析方法模拟混凝土面板和堆石体之间的接触关系,应用假设应变单元,消除因弯曲变形造成的面板单元剪切自锁问题,从而减少面板挠度和应力数值计算误差。在面板温度仿真计算方面,针对不同的入仓温度采用不同的混凝土绝热温升曲线。变形、温度和湿度等方面数值计算显示,弯曲应力场、遭遇寒潮后的温度应力场以及湿度应力场分布趋势相同,它们叠加后,易使面板发生裂缝。最后对某在建高面板堆石坝,提出采用增大面板与堆石体的高程差、推迟Ⅱ期面板浇筑和喷涂聚氨酯保温板等工程措施,以改善面板应力状态。计算结果表明,面板拉应力可降低一个数量级,由原来的1.0MPa量级下降到0.1MPa量级。     

江坪河水电站高面板堆石坝变形特点及设计研究

在狭窄河谷采用超硬岩填筑高混凝土面板堆石坝坝体应力变形复杂,技术难度大。针对江坪河水电站大坝面板坝坝料、坝高和河谷狭窄的特点,为减小大坝变形和不均匀变形,从河谷形状、坝体填筑标准、坝体分区、碾压机具及碾压工艺、施工以及面板设计等几个方面进行了深入研究,提出一套适用于狭窄河谷高面板堆石坝的变形控制措施,可为狭窄河谷高混凝土面板堆石坝建设提供参考。     

狭窄河谷中高面板堆石坝应力变形特性研究

结合高179．5m的洪家渡面板堆石坝,采用数值计算分析与大型离心模型试验的方法,深入研究了狭窄河谷中高面板堆石坝的应力变形特性．通过分析计算,给出了狭窄、不对称河谷地形条件下高混凝土面板堆石坝在施工期和蓄水运行期的应力、变形分布规律,以及面板周边缝的变形特点．同时,还对不同填筑干密度对坝体和面板应力变形特性的影响进行了对比分析．研究结果表明：河谷的地形条件对面板应力变形有着显的影响,通过改进碾压施工技术,提高填筑密度,将对坝体和面板的应力变形性状的改善,提高坝体的整体安全性起到重要的作用．     

非对称河谷形态对面板堆石坝变形特性的影响

分布在川西及青藏高原地区的堆石坝一般修建在非对称狭窄河谷中,其应力变形特性对施工组织和工程安全有重要影响。本文采用三维有限元分析方法计算了不同狭窄河谷形态（河谷坡度、宽高比、非对称性）下施工期面板堆石坝的应力和位移场的空间分布,重点比较分析不同狭窄河谷形态对面板堆石坝应力变形变化规律的耦合影响。结果表明：随坝体坡度的增加,坝体中大小主应力的最值及坝体沉降量均减小,坝体顺坝轴向位移则随坡度的增加而增大,但坝体应力变形分布形态受坡度影响较小。最大沉降量随宽高比的变化速率受坝体非对称性影响较小,最小第一主应力在坝高200m时随宽高比的变化速率受坝体非对称性影响较大。坝体最大坝轴向位移随河谷宽高比的变化受坝体高度影响,在100m坝高时最大坝轴向位移随宽高比减小而增大,在200m时则相反。     

积石峡水电站面板堆石坝不均匀沉降控制措施

积石峡水电站面板堆石坝坝址为左右岸不对称的复式河谷地带,为预防面板堆石坝发生不均匀沉降,施工中采用坝基处理、分期分区填筑、坝料洒水碾压、坝体浸水等措施。经后期监测,仅发生了约2 mm的不均匀沉降,取得了良好的控制效果。     

积石峡水电站混凝土面板堆石坝设计

积石峡水电站拦河坝为混凝土面板堆石坝,最大坝高103 m.坝址位于高山峡谷地区,河谷狭窄且不对称,岸坡陡峻.在设计中,围绕减少岸坡开挖和填筑工程量、减小坝体不均匀沉降、确保止水效果等关键技术问题,就堆石坝的布置、坝体分区、趾板布置、周边缝结构、坝顶结构等进行了优化设计,为在不对称狭窄河谷上建造高面板坝积累了成功经验.     

基于径向基网络模型的面板堆石坝坝顶沉降量预测

随着国家在水利基础建设方面的大力投入以及面板堆石坝自身的优越性,近几年该坝型逐步向超高坝型发展,同时坝体变形的预测也面临着诸多困难。本文提出了一种基于径向基(RBF)网络的面板堆石坝的变形预测模型。该模型充分利用了径向基网络的非线性映射能力,利用收集的历史样本信息,即可预测出面板堆石坝沉降。以水布垭面板堆石坝为例,预测得到的竣工期和满蓄5年后的沉降位移分别为2.156m和2.491m,与实测位移基本一致,相对误差分别为0.748%和0.400%。结果表明预测位移在设计允许范围之内,RBF网络模型具有建模速度快、预测精度高的特点。     

建造在狭窄河谷上的高混凝土面板堆石坝

介绍目前世界上几座建造在狭窄河谷上的高面板坝的运行情况。同时,结合一座拟建中的河谷宽高比仅为1．88的225m高的面板堆石坝的变形和应力计算分析,对狭窄河谷上建设高面板坝可能存在的问题进行了探讨。     

滩坑水电站面板堆石坝施工期沉降分析

滩坑水电站面板堆石坝最大坝高162m,通过坝体观测资料分析,反映坝体及坝基的变形特征,并根据观测资料确定混凝土面板的浇筑时间,对同类坝型的施工有一定参考价值.     

某面板堆石坝沉降观测资料反馈分析

根据某面板堆石坝施工期、蓄水初期以及几年来的沉降观测资料，对坝体填筑材料计算参数进行反馈分析，得出了能够反映坝体实际变形的弹塑性应力变形计算参数，有利于今后建立大坝变形预报模型，更准确地把握大坝实时运行状态。     

基于修正Verhulst模型的面板堆石坝沉降预测

通过分析面板堆石坝沉降和Verhulst模型的特征发现,堆石体沉降随时间的变化曲线与Verhulst模型曲线形似.但是,Verhulst模型在预测沉降时,前期预测值与实测值差距较大且预测最终沉降量偏小.为了克服这一不足,提出采用修正的Verhulst模型预测堆石体的沉降,预测结果表明,修正模型可有效提高沉降预测精度,预测面板堆石坝最终的最大沉降量更为合理.     

基于路基面不均匀变形的路堤地基差异沉降限值研究

根据路堤地基差异沉降的特性,建立了错台式和渐变式路堤地基差异沉降计算模型.运用有限元计算方法,对路堤地基差异沉降引起的路基面变形规律进行了讨论,并对有限元计算结果的可靠性进行了土工离心模型试验的验证.提出了基于路基面不均匀变形限值的地基差异沉降控制标准.分析表明:地基差异沉降限值受路堤高度、地基差异沉降渐变段长度影响;随着路堤高度的增加或地基差异沉降渐变段长度的加大,地基差异沉降限值均呈增大趋势.     

软基上分期填筑土石坝方案的论证与实践

某土石坝坝轴线长达1172 m,在如此长的大坝地基范围内,分布有上第三系20多个地层,地层与地层之间的力学指标差异较大,地质条件十分复杂。如何解决坝体的不均匀沉降,是该拦河坝工程的关键技术问题。为解决这一技术难题,本文采用理论计算和离心模型试验相结合的方法,论证了采用分期、分段预压的设计和施工筑坝技术的可行性,水库建成3年后坝体沉降观测值3 cm事实,验证了该设计和施工方案的正确性。