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。     

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。     

河谷形状对沥青混凝土心墙坝变形特性的影响

将河谷形状与堆石材料的力学特性联系起来,定义了河谷宽度系数、河谷边坡陡缓系数和河谷非对称系数等3个动态参数来描述河谷形状。利用新定义的河谷形状参数研究其对沥青混凝土心墙坝变形特性的影响,结果表明:河谷宽度直接影响沥青混凝土心墙底部应力拱效应的强弱,河谷宽度系数越小,狭窄河谷地形导致的应力拱效应越明显,从而可能诱发心墙水力劈裂;河谷边坡的陡缓影响沥青混凝土心墙两侧拉应力的分布规律和量值大小,河谷边坡陡缓系数增大,沥青混凝土心墙左右两侧的拉应力区范围变小但量值增大;沥青混凝土心墙两侧的沉降差随河谷非对称系数的增大而明显增加,据此初步给出了区分河谷对称性的界限值;河谷形状对沥青混凝土心墙坝的三向位移均会产生一定约束作用,河谷宽度对坝体位移的影响最为显著。     

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。     

马来西亚巴贡混凝土面板堆石坝面板抗挤压破坏措施探讨

随着混凝土面板堆石坝高度的逐渐增加,大坝堆石体的后期变形以及窄河谷内堆石体拱效应对大坝面板的变形和应力的影响愈发显著,致使河床中部的面板混凝土出现了不同程度的挤压破坏现象。分析面板混凝土挤压破坏的原因,并结合马来西亚巴贡混凝土面板堆石坝设计和施工状况,提出了一些预防措施,供大家探讨。     

狭窄河谷中的高面板堆石坝长期应力变形计算分析

根据已建面板堆石坝的竣工后沉降变形规律和室内大型三轴流变试验结果,提出了堆石体长期变形流变模型.对建设在狭窄河谷中的九甸峡混凝土面板堆石坝进行了三维应力变形分析,考察了三维效应、堆石体流变等因素对大坝长期应力变形特性的影响.结果表明,狭窄河谷岸坡对坝体存在拱效应,减小坝体应力,同时,由于右岸坡度缓于左岸,右岸侧坝体较左岸侧存在更大的朝向河谷中心的位移.拱效应也阻碍了面板的弯曲和沉降变形,使靠近岸坡的面板接缝拉开和错动,并可能导致河床段面板中上部发生挤压破坏.坝体流变变形增大了面板挤压破坏的可能性.库水推力导致面板在挠曲的同时发生顺岸坡向拉伸,坝体的后期流变变形则可减小或改变面板的拉伸状态.     

猴子岩水电站面板堆石坝堆石体变形控制措施

猴子岩水电站面板堆石坝最大坝高223. 5 m,坝址区河谷狭窄,河床覆盖层深厚,地震烈度高,要求采取有效措施,控制大坝堆石体在面板施工后期的变形量。详细介绍了在工程设计、施工过程中针对堆石体变形提出的控制思路、采取的措施,以及实际的实施效果,可为深窄河谷高面板堆石坝的设计与施工提供参考。     

狭窄河谷中混凝土面板坝的应力变形规律及工程措施研究

为深入了解河谷地形因素对混凝土面板堆石坝应力变形特性的影响,采用一个典型的混凝土面板堆石坝三维有限元模型进行了不同岸坡坡度与河床宽度等影响因子的分析研究,并在总结已有相关研究成果的基础上,结合工程实例,探讨了改善峡谷地区混凝土面板堆石坝应力变形特性的工程措施。研究成果表明：河谷地形对大坝的作用主要表现在岸坡对坝体和面板的约束及顶托作用,这种作用随大坝长高比的增加而减弱。对于修建于狭窄河谷中的面板坝,其堆石体位移梯度和面板的压应力数值相对较大。工程上可采取提高堆石体压实密度,设置岸坡增模堆石区,以及合理确定面板浇筑时机和设置可吸收变形的面板纵缝填充材料等措施,以控制坝体变形并改善面板的应力状态。     

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。     

河谷坡度对高面板堆石坝应力变形特征的影响

以玛尔挡水电站面板坝工程为例,建立了不同河谷坡度方案下的面板坝三维有限元模型,研究不同河谷坡度下高面板堆石坝坝体的静动位移和应力分布情况,分析了河谷坡度对坝体应力变形特征的影响,探讨了地震工况下河谷坡度对坝体结构稳定性的影响。结果表明:河谷坡度为50°时堆石体内部将会出现较明显的应力拱效应现象,河谷边坡陡缓临界值近似为50°;坝体沉降与坡度变化之间呈负相关关系;地震作用未对拱效应存在下的坝体产生显著的不利影响。     

盖下坝水电站混凝土椭圆双曲拱坝设计

盖下坝水电站工程拱坝属于典型的窄谷拱坝.在设计过程中,充分考虑窄谷山高、坡陡、河床下切的特点,根据实际地质地形条件,左坝肩采取洞挖形式,最大程度减少对坝顶以上边坡的扰动.采用厚高比为0.106的椭圆双曲拱坝体形,减小了拱坝中心角,实现了既扁又尽可能薄的扁平化拱坝设计,改善拱端应力条件,减少拱坝混凝土工程量.     

复杂地形对面板坝面板应力和变形的影响分析

某混凝土面板堆石坝坝高144m．河谷地形复杂。采用三维非线性有限元法,建立了坝体和坝基的三维有限元模型．模拟了大坝填筑施工过程和水库蓄水过程．分析了运行期面板的应力变形及周边缝的变位特性,研究了复杂地形条件对该坝面板应力和变形的影响。计算表明：该混凝土面板堆石坝的面板应力受地形的影响较大,与坝体断面几何形态密切相关。左岸次堆石区变形大．面板应力较大,而右岸岩体的支撑作用显著,面板应力较小。右岸陡坡处及左右岸变坡处周边缝的变形较大。     

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。     

唐山市玉田县大和平闸地基不均匀沉降原因分析

大和平节制闸自竣工并投入运行已有36年。2009年1月安全检测结果显示,闸室左侧基础沉陷,控制室部位的交通桥桥面比中部桥面低40cm,左侧护坡比闸墩多沉陷5cm,闸基在垂直水流断面上呈现出明显不均匀沉降。在地质勘察工作基础上,对大和平闸地基不均匀沉降原因和机理进行分析、研究,为除险加固设计提供依据,并提出处理措施及建议。     

锦屏一级水电站运行期谷幅变形特性与影响因素分析

通过对锦屏一级水电站运行期跨江段谷幅历年变形值进行比较分析,总结运行期谷幅的变形规律和左岸边坡的变形收敛情况;采用逐步回归分析方法,分析运行期边坡谷幅变形的影响因素,分析库岸岩体变形与库水位、气温及其他作用因子的相关性,总结运行期左岸变形的时空分布规律与特点;通过各种观测手段与谷幅变形进行对比分析,对谷幅观测的可靠性进行验证,论证谷幅成果的可靠性和真实性。     

洪家渡水电站左岸坝肩工程开挖施工质量管理

洪家渡水电站左岸坝肩工程为当时水利水电建设工程中最大高度的边坡开挖。该边坡地质条件差,开挖区边坡陡竣,河谷窄,边坡为顺向坡,存在多处岩溶区。为此,在开挖施工中,施工单位针对坝肩的地层岩性、地质构造及地形特点,通过精心组织,强化过程质量管理,有效地保障了开挖质量和边坡施工安全。     

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。     

定向爆破堆石坝应力变形特性研究

结合实测数据与数值模拟方法对某定向爆破堆石坝体结构在不同阶段的应力变形特性进行了分析,探讨定向爆破堆石坝的应力变形规律,并重点讨论了爆破堆石体和防渗结构的力学行为。对比分析表明:不同于常规坝体的最大沉降位于坝体2/3部位,爆破堆石最大沉降发生在爆破堆石体顶部,爆破堆石及坡积物的可压缩性是其产生较大沉降的主要原因。在此基础上,分析了爆破堆石体沉降对防渗结构应力变形的影响。结果表明:由于筑坝材料组成复杂、力学特性相差较大,导致大坝局部出现一定的不均匀沉降。700 m平台以下的反弧处出现较大的变形和应力,对沥青混凝土防渗斜墙变形造成较大影响。此外,库水位的抬升使沥青混凝土斜墙的应力和变形规律发生了较大变化,防渗体应力和变形明显增加。研究得出的定向爆破堆石坝的应力变形规律,较为全面、真实地反映了定向爆破堆石坝的爆破堆石体、坝体及防渗体的运行性态,同时也对高面板堆石坝、软岩筑坝、弃渣坝、滑坡及堰塞体等大变形结构体的安全性态研究具有一定的参考价值。