坝高超200m土石坝坝坡稳定风险控制标准

随着土石坝筑坝技术的不断发展,建造的土石坝越来越高,坝高超过200 m的土石坝设计时一直沿用只适用于修建坝高低于200 m土石坝的现行土石坝设计规范,高土石坝设计规范亟需完善。基于相对安全率理论计算不同坝高、不同坡比工况下土石坝坝坡稳定安全系数,分析超过200 m高土石坝坝坡稳定安全系数变化规律。取超过200 m高土石坝坝坡稳定允许可靠度指标4.2为设计标准,计算传统方法相对安全率和可靠度方法相对安全率,并对二者进行线性回归,结果显示超过200 m高土石坝坝坡稳定安全系数正常工况取1.6与允许可靠指标为4.2处于同一风险控制水平,并通过工程实例验证了该坝坡抗滑稳定安全系数取值的合理性。     

高土石坝坝坡稳定安全系数取值标准研究

高度在200 m以上的土石坝设计一直沿用低于200 m土石坝的设计规范,超高土石坝设计规范亟需完善。基于相对安全率理论,取超过200 m高土石坝坝坡稳定允许可靠指标4.2为设计标准,计算传统方法相对安全率和可靠度方法相对安全率,并对二者进行线性回归,结果显示超过200 m高土石坝坝坡稳定安全系数正常工况取值1.6与允许可靠指标为4.2处于同一风险控制水平,并通过工程实例对此取值的合理性进行了验证。     

超200m级高土石坝坝坡稳定安全系数研究

随着土石坝筑坝技术的不断发展,建造的土石坝越来越高,但超过200 m高土石坝设计一直沿用只适用于低于200 m土石坝的现行土石坝设计规范,相关设计规范亟需完善。基于相对安全率理论计算了不同坝高、不同坡比和不同地震烈度工况下土石坝坝坡稳定安全系数,明确超200 m高土石坝坝坡稳定安全系数变化规律。取超200 m高土石坝坝坡稳定允许可靠指标4.2为标准值,计算了传统方法的相对安全率和可靠度方法的相对安全率,并对两者进行线性回归。结果显示,对于超过200 m高的土石坝,其坝坡稳定安全系数正常工况取值1.6、地震工况取值1.3,与允许可靠指标达4.2处于同一风险控制水平。     

特高坝及其梯级水库群设计安全标准研究Ⅰ：理论基础和等级标准

水电工程中高度200 m及以上的特高坝的设计已经超出现行规范的适用范围;考虑流域梯级效应的水库群的安全标准,迄今尚属空白。本文从公共安全风险防范和梯级连溃系统风险分析的角度,在现行水利水电枢纽工程等级划分及其设计安全标准的基础上,针对特高坝及其对下游梯级具有溃坝影响的大坝,提出了设立特等工程、特级建筑物及其相应安全标准的建议。经初步论证,建议特2级土石坝年计失效概率为5×10-8,目标可靠指标为4.45,坝坡抗滑稳定安全系数为1.6;特1级土石坝年计失效概率为1×10-8,目标可靠指标为4.7,坝坡抗滑稳定安全系数为1.7。基于我国某流域实际情况的一个虚拟大坝连溃案例,验证了确定上述工程等级和安全标准的可行性,对我国现有水电工程设计规范的修正和完善具有一定的参考意义。     

特高土石坝坝坡抗滑稳定安全判据和标准研究

现行《碾压式土石坝设计规范》仅适用于坝高低于200 m的坝坡抗滑稳定分析。本文在现行规范的基础上,采用历史经验模型和可靠度分析相结合的方法,针对特高土石坝正常工况和地震工况的安全系数标准展开研究。经论证:特高土石坝正常工况的安全系数标准宜设置在1.60～1.65之间,地震工况安全系数标准宜设置在1.30～1.35之间。结合我国在建或已建的12座特高土石坝,验证了上述安全判据的可行性,本研究成果可为新规范的修订和完善提供参考。     

七家营水库黏土心墙砂砾石坝渗流及坝坡稳定分析评价

土石坝因具有就地取材、地质条件适应性强、工作可靠等优点而被广泛采用,其失事以渗流引起的渗透破坏、滑坡尤为严重。故合理、正确地进行大坝渗流分析与坝坡稳定分析是保证土石坝安全运行的关键。对七家营水库黏土心墙砂砾石坝渗漏量、浸润线、渗透坡降及坝坡抗滑稳定安全系数进行了复核计算,对大坝渗流及坝坡稳定进行了分析评价。     

渗流应力耦合及库水位变动下中小型均质土石坝坝坡稳定分析

为研究库水位变动对中小型均质土石坝坝坡稳定性的影响机理和规律,根据非饱和渗流原理及刚体极限平衡理论的简化毕肖普法,对均质土石坝在渗流应力耦合状态及水位骤升和骤降工况下坝体渗流和上下游坝坡稳定性情况进行有限元模拟。结果表明:考虑渗流应力耦合作用影响,库水位骤升时,上游坝坡安全系数先以较快速度增大后缓慢增大最后稳定不变,下游坝坡安全系数先下降后缓慢上升较小幅度,最终趋于稳定;库水位骤降时,上游坝坡安全系数先以较快速度减小后缓慢减小最后趋于不变,下游坝坡安全系数先不断增大后缓慢减小较小幅度,最终趋于稳定;水位骤升骤降的过程中,坝体上下游坝坡的安全系数均大于规范规定的最小安全系数,其抗滑稳定满足规范要求。该研究成果为中小型土石坝风险评估及后期水库大坝采取除险加固措施提供了参考。     

土石坝抗滑稳定分析的分项系数设计法

土石坝坝坡抗滑稳定分析,以概率设计准则为基础,以可靠指标度量结构可靠性,采用以基本变量的标准值和分项系数表达的极限状态实用设计表达式进行设计,称分项系数设计法.介绍了5个分项系数和稳定分析公式,对引入的"相当安全系数"做了说明.     

非线性强度指标边坡稳定安全系数取值标准的研究

从强度指标的取值原则和边坡稳定的风险分析两方面，论述对土石坝堆石材料进行非线性强度的稳定分析时安全系数的合理取值原则。通过对以往工程硬岩堆石料的非线性强度试验数据统计分析和实际算例，说明使用非线性参数的安全系数和可靠度指标与传统的线性参数相应值处于同一量级：因此，在进行非线性分析时，同样可以使用现有规范对坝坡允许安全系数所规定的标准。     

某土石坝加固前后渗流及坝坡稳定性对比分析

针对某水库土石坝渗漏问题采用了"黏土斜墙+贴坡排水"的加固方案.本文对加固前后土石坝稳定渗流期和非稳定渗流期的坝体渗流及坝坡稳定性进行了分析.结果表明:与加固前相比,土石坝加固后的渗流量及渗透坡降均有所下降,上游坝坡安全系数升高,下游坝坡失稳概率大幅度降低.加固后的坝体稳定安全系数满足规范要求,说明所采用的工程加固措施是有效的、可靠的.     

近断层地震动作用下面板堆石坝的加速度分布系数

我国西部地区有很多已建、在建及拟建的高土石坝工程,坝高已达200 m以上,这些高坝有的位于地震断裂带附近。规范中关于地震加速度动态分布系数的规定仅适用于高度70 m(8、9度烈度)和150 m(7度烈度)以下的大坝,且没有考虑近断层地震动的特点。本文分别对高度为40、70、150和200 m面板坝进行动力反应分析,将规范谱人工波与近断层地震动作用下面板堆石坝的加速度反应进行对比。结果表明,近断层地震动作用下的大坝最大加速度明显大于规范谱人工波。通过总结近断层区域大坝的加速度分布规律,建议了适用于近断层区域面板堆石坝的加速度分布系数,可为大坝的抗震设计提供参考。     

混凝土大坝的抗震安全评价

本文论证了混凝土大坝重点是高拱坝的抗震安全评价的实践与发展现状。现有的评价准则主要依据混凝土的强度，特别是抗拉强度来判断大坝的安全性。大坝的应力计算则以弹性动力分析为基础。各国规范关于地震设防水平和大坝的容许拉应力数值有很大差别，表明认识上的不一致。事实上，由于各坝坝高、坝型、地形、地质条件不同，地震时坝身中某一部分产生的最大拉应力不足以全面反映大坝的抗震安全性。混凝土的动态强度是大坝抗震安全评价中的一个薄弱环节。大坝抗震设计中目前只依据Raphael进行的局部加载速率的试验结果选取混凝土的动强度。实际上，地震作用下，不同的坝不同部位的应变速率是不相同的，而且混凝土的动强度还和应变历史、初始静抗压强度、含水量以及尺寸效应等许多因素有关，有待作深入研究。在以上分析基础上，文中建议了混凝土大坝抗震安全评价的合理方法以及进一步的研究方向。     

高拱坝安全评价方法比较

简述了高拱坝基于强度理论的安全系数评价法与基于稳定理论的整体安全度评价等传统确定性方法的现状、优势与不足;研究了高拱坝外载荷、坝身与坝基材料强度弱化等的随机性和评价准则的模糊性,提出并阐述了高拱坝安全评价中基于结构可靠度理论的风险分析法;通过实例对两类方法比较研究表明,考虑随机性、模糊性并基于结构可靠度理论的风险评价与传统的确定性安全评价在研究高拱坝安全方面相辅相成、缺一不可。     

高拱坝安全度评价方法研究

介绍了目前高拱坝安全评价的几种方法,指出了现存拱坝安全度评价方法的缺点。提出基于有限元分析结果的高拱坝安全度评价体系,研究了坝体裂缝对大坝工作性态的影响,给出了坝体内容许裂缝长度。结合溪洛渡高拱坝工程,阐述了基于弹性或弹塑性有限元分析并综合考虑大坝坝体、建基面和坝基岩体破坏的拱坝安全度评价方法,强调了高拱坝长期安全度评价的重要性。     

特高坝运行安全若干关键技术

我国正处在200 m以上特高坝建设的快速发展阶段,部分特高坝已陆续建成投入运行。特高坝的运行安全是社会各界普遍关注的热点问题。针对我国特高坝所处复杂环境条件和运行特点,为保障其安全长效运行,从安全评价体系、高边坡稳定、泄洪消能、泄洪雾化、材料和结构耐久性、水工金属结构运行维护、水下检修加固、地震影响、流域高坝群运行安全以及风险管理等方面,阐述了一些关键技术的要点和主要内容。     

混凝土高坝强震震例分析和启迪

强震作用下的高坝抗震安全性广受关注。但迄今坝址的地震动输入却仍有较多不确定因素,且高坝的地震响应也相当复杂。对经受强震作用的高坝震害的现场详尽调查和深入分析研究,对改进现行抗震设计理念和推动高坝抗震安全的研究极为重要。本文对全球经受过Ⅷ度以上强震的百米以上混凝土高坝的震害实例进行了较详尽的分析研究,其中包括在中国发生的汶川大地震中对沙牌碾压混凝土拱坝和宝珠寺混凝土重力坝震害的初步调研分析,探讨了从这些震害实例中得到的启迪。     

大坝安全标准设置水平的差异与对策初探

根据近年来水库大坝安全鉴定资料的统计分析结果,对设计规范中关于混凝土重力坝、拱坝、土石坝在抗滑、应力安全、渗流安全及抗震等方面的安全标准设置的差异进行了初步分析,认为在同样满足规范设计要求的前提下,土石坝相对于重力坝、拱坝的安全裕度相对较低,因此更易发生破坏。针对上述安全水平的差异,结合具体工程实例,初步提出对策和建议：对于混凝土面板坝和沥青心墙坝,应严格确保施工质量,设置水库放空设施,以便于出现严重渗漏时的检查和修复加固;随着年限增长,大坝安全状态逐渐降低,应开展大坝在不同时间阶段内的安全评价标准研究及大坝性能劣化规律研究;尽快制定针对大坝加固方面的规范或设计导则。