高碾压混凝土拱坝不同分缝形式结构特性的试验研究

结合沙牌碾压混凝土拱坝，采用整体结构模型试验，分别对设置周边应力释放缝加两条诱导缝、三条诱导缝、坝体不设缝三种方案进行了坝体的应力及变形特性、破坏形态、破坏过程及破坏机理的分析，从而得出了不同分缝形式下高碾压混凝土拱坝的结构特性。     

普定碾压混凝土拱坝防裂结构设计

碾压混凝土拱坝一般是通仓全断面薄层碾压、连续施工，如何防止碾压混凝土拱坝裂缝产生或限制裂缝产生的位置并对其进行处理，是碾压混凝土拱坝设计的一个关键问题。设置横缝及灌浆系统是普通拱坝防裂的成熟技术。普定碾压混凝土拱坝采用“诱导缝”形成坝体横缝并设置相应的灌浆系统，用于坝体的防裂。诱导缝是靠自身承受放大的拉应力而成缝的，因此，诱导缝必须布置在拉应力较大的部位。普定碾压混凝上拱坝布置２条诱导缝，具体采用双向间断的结构型式，用预制混凝土块形成。缝内埋设两套灌浆系统，供出现裂缝时灌浆使用。试验分析及蓄水运行表明，普定碾压混凝土拱坝设置诱导缝的位置和数量是合理的，对改善坝体应力和预防裂缝起了重要作用。     

普定碾压混凝拱坝防裂结构设计

碾压混凝土拱坝一般是通仓全断面薄层碾压、连续施工，如何防止压混凝土拱坝裂缝产生或限制裂缝产生的位置并对其进行处理，是碾压混凝土拱坝设计的一个关键问题。设置横缝及灌浆系统是普通拱坝防裂的成熟技术。普定碾压混凝土拱坝采用“诱导缝”形成坝体横缝设置相应的的灌浆系统，用于坝体的防裂。诱导缝是造自在受放大的瓣力而成缝的，因此，诱导缝必须布置在拉应力大的部位。普定碾压混凝土拱坝２条诱导缝，具体采用双向间断的结     

基于温度应力仿真的碾压混凝土拱坝诱导缝开裂分析研究

诱导缝作为碾压混凝土拱坝结构防裂措施,能否在坝体温度下降时率先开裂,以消散温度应力,是控制坝体温度裂缝的关键。应用大型有限元分析软件ANSYS,采用薄层实体接缝单元模拟诱导缝,考虑施工期至运行期全过程瞬态温度荷载,通过三维有限元温度应力仿真分析和诱导缝开裂情况分析对全部采用"诱导缝"分缝形式的某碾压混凝土拱坝进行可行性研究。结果表明:坝体高拉应力区设置的诱导缝,在做好缝端处理,消除诱导缝与地基接触部位应力集中的条件下,能够有效地释放坝体应力,保证坝体在温度荷载下的运行安全。仿真分析结果可为该碾压混凝土拱坝的温度控制、裂缝预测及其预防提供参考依据。     

沙牌碾压混凝土拱坝坝体分缝形式的结构特性研究

在碾压混凝土拱坝设计中，选择合理的坝体分缝结构与分缝位置是有效地控制坝面开裂范围和保证拱坝整体稳定性的关键技术问题。文章结合沙牌水电站碾压混凝土拱坝的实际，运用有限元数值分析方法对拱坝不同分缝结构的坝体应力及缝端开裂特征作了多方案研究，在比较了各分缝方案结构特性差异的基础上，对该坝体的分缝结构和分缝部位提出了建议。     

碾压混凝土拱坝诱导缝削弱面积比选取问题研究

为了在各种不可预见性因素的综合作用下碾压混凝土拱坝局部拉应力超标时引导其在诱导缝部位启裂并沿着诱导缝扩展,起到"设缝防裂"和改善应力分布的目的,需要合理选取诱导缝削弱面积比,这对碾压混凝土拱坝分缝防裂设计至关重要。鉴于诱导缝精细化模拟的复杂性,将诱导缝进行概化处理,即采用带开闭迭代功能的接触单元模拟,破坏准则采用"等效强度"判断,基于整坝全过程仿真分析进行了诱导缝削弱面积比选取研究。结果表明:在不同削弱比条件下,坝体主拉应力幅值及分布情况基本相同,诱导缝布置方式即分缝位置对坝体应力改善明显,而缝面削弱面积比对坝体应力变化影响较小。     

某碾压混凝土拱坝诱导缝布置形式研究

合理的诱导缝布置形式是碾压混凝土拱坝在设计过程中需要解决的关键技术问题之一,对拱坝运行期的安全具有比较重要的影响。利用ABAQUS有限元软件,对某碾压混凝土拱坝不同诱导缝布置形式下的应力变位特征进行分析。研究结果表明:合理的诱导缝布置形式能够有效防止坝体产生过大的拉应力造成坝体开裂,同时对坝体的稳定性削弱较小。并通过不同诱导缝布置方案应力变位特征的对比分析,得到了某碾压混凝土拱坝合理的诱导缝布置形式。     

高碾压混凝土拱坝中的构造缝问题研究

为了控制施工期温降引起的坝体裂缝，国内外已建成的几座碾压混凝土拱坝普遍设置了诱导缝。我国在国家“八五”科技攻关过程中深入研究了诱导缝的作用和合理布置问题，提出了诱导缝等效强度计算模型和断裂判别式以及有效作用范围估计方法，为诱导缝设计提供了理论依据，并对高碾压混凝土拱坝设置少量横缝的作用和适用条件提出了依据。     

诱导缝布设形式对碾压混凝土拱坝应力变位的影响

文章以新疆某水电站的碾压混凝土双曲拱坝为研究对象,分析诱导缝布设形式对拱坝应力变位的影响。依据诱导缝布设形式设4种方案,建立相应的有限元立体模型,借助ABAQUS有限元计算软件获得坝体拉应力与压应力最大值、坝体位移等参数。通过对比分析得到结论:布设诱导缝可降低拉应力变化范围,控制坝体开裂;只要诱导缝个数适当,拱坝整体性不会受到影响。     

结构缝对高碾压混凝土拱坝抗震性能的影响分析

研究横缝和诱导缝的共同作用对高碾压混凝土（ＲＣＣ）拱坝抗震性能的影响具有一定价值。首 先,采用混凝土损伤塑性模型模拟坝体材料,用黏性（Ｃｏｈｅｓｉｖｅ）单元模拟结构缝,分析计算了同时设置横 缝和诱导缝的试验模型,并将计算结果和试验结果进行比较,发现数值计算结果与试验结果十分相近, 说明所采用的模拟方法具有一定的合理性。并将此模拟方法应用到沙牌拱坝原型上,通过动力加载分 析,得到横缝和诱导缝的先后张开释放了坝体拱向应力,对提高坝体抗震性能有一定的积极影响。     

碾压混凝土拱坝设人工短缝的应力释放及止裂作用

大仓面碾压混凝土拱坝横缝少，整体性好，仓面准备工作量少，浇注工艺简化，施工速度快，省水泥和温控措施，但施工期内外温差约束强，运行期均匀温降及温差应力大。拱结构研究表明：在上游坝肩拉力区设人工折缝，将折缝缝端置于低应力区，下游面拱冠设径向短缝，可以大大减少或消除温度和水压引起的拉力；从近缝两侧有限元节点位移差直接求得缝端应力强度因子，和缝端止裂措施组合韧性比较，可以保证人工构造缝的稳定。该设计已用于碾压混凝土工程，实测表明在超高水位下运行时人工短缝张开小于1mm，止裂措施后实测应变小于37个微应变，止裂效果好，人工缝保持稳定。     

下诱导缝上横缝的碾压混凝土拱坝分缝设计

云龙河三级水电站碾压混凝土拱坝坝址为典型的"V"形狭窄河谷,由于采用了通仓碾压和连续上升的施工方式,合理的分缝设计对改善坝体应力条件、保证大坝安全尤其重要。结合云龙河三级水电站拱坝的特点,首次提出了"下诱上横"的碾压混凝土拱坝分缝新技术,该分缝设计可保证施工期低高程坝体联合抵挡汛期洪水,浇筑完成后在预定位置张开成缝以利于后期封拱灌浆。经计算分析,并通过实际施工过程及运行阶段验证,该分缝设计是合理的,可为类似工程提供借鉴。     

高碾压混凝土拱坝分缝形式及破坏机理研究

本文结合四川沙牌碾压混凝土(RCC)拱坝,通过结构模型破坏试验,对RCC拱坝的分缝形式、坝体开裂与破坏机理进行研究,分析了诱导缝、横缝、周边缝等分缝形式对坝体的影响,确定了两条诱导缝加两条横缝的方案为选定方案。根据选定的分缝方案,探讨含诱导缝坝体的开裂破坏机理。研究中采用断裂力学理论,求得考虑尺寸效应的材料断裂韧度值和建立诱导缝的应力强度因子计算式,并通过分析断裂韧度与应力强度因子之间的关系,从理论上推导出诱导缝的开裂相似条件。据此提出在结构模型中模拟诱导缝的方法,在结构模型试验中实现对诱导缝的相似模拟,观察到坝体的开裂过程、破坏形态和破坏机理。试验结果已应用于沙牌拱坝工程的设计和施工中。     

考虑诱导缝的碾压混凝土重力坝控裂结构温度场与温度应力数值分析

同常态混凝土坝一样,碾压混凝土重力坝在施工期仍然存在温度应力问题,较大的温度应力会诱发不可控的温度裂缝,而在坝体中设置诱导缝,可使裂缝在已做好防护措施的诱导缝部位产生,以降低不可控温度裂缝的危害。针对碾压混凝土坝的温度裂缝问题,将诱导缝的优势与新研制的高流动防渗抗裂混凝土(High-fluidity Impermeable and Anti-cracking Concrete,HIAC)材料相结合,根据规范要求制定了设有诱导缝的碾压混凝土重力坝控裂结构方案,建立含有裂缝和HIAC的碾压混凝土坝有限元模型,实现了施工期温度场和应力场的仿真计算与分析。基于计算结果,以坝体上游防渗层施工期的主拉应力为指标,从时间和空间两方面对含诱导缝方案进行评价研究,并对控裂结构诱导缝的布置位置和长度进行了优化,从而得到保障应力释放效果、缝长更短以及施工简便的控裂结构方案。     

基于ANSYS的某拱坝坝体分缝形式研究

采用ANSYS有限元软件,对某水电站拱坝坝体无缝方案及3个分缝方案下的应力及变位特征进行了分析。结果表明:在正常运行期,无论坝体设缝或者不设缝以及设缝的类型和缝的组合情况如何,只要缝未开裂,对应坝体同一部位的应力及位移分布规律都是相似的;诱导缝及周边缝的设置对防止坝体出现过大拉应力导致坝面开裂有利,且对坝体稳定性影响较小;针对诱导缝区域出现的拉应力及变位错动,应做好灌浆后处理,以保证坝体的整体性。     

碾压混凝土拱坝分缝防裂设计关键问题研究

在实际工程中,很多碾压混凝土(RCC)拱坝并未张开甚至在未设缝位置出现裂缝,诱导缝实际诱导开裂作用并未达到设计预期,甚至还带来一些附加效应。归结未张开原因,以诱导缝布置不当影响最大。由于RCC拱坝温度应力具有复杂性、多变性、动态性等特点,拱坝防裂设计特别是诱导缝布置方面必须真实反映坝体从施工期到运行期全过程的工作性态。实际工程应用成果表明:RCC拱坝诱导缝及横缝采用带开-闭迭代功能的接触单元模拟,破坏准则采用等效强度理论,基于整坝全过程仿真分析技术开展诱导缝防裂设计,是行之有效的方法;根据仿真结果进行坝体分缝布置、缝面结构型式等研究,可使诱导缝按设计要求张开,起到释放温降引起的拉应力的作用,保证坝体混凝土的施工质量。     

普定碾压混凝土拱坝布置和结构设计

普定碾压混凝土拱坝筑坝新技术研究是国家重点科技攻关项目专题之一。依托这一成果建成的普定碾压混凝拱坝，采用坝身泄洪，整体式坝体结构，不设施工缝，仅在溢洪道两侧各设一诱导缝，以减小施工干扰，限制坝体裂缝，加快施工进度；采用碾压混凝土自身防渗，挡水运行表明坝体无渗水，完全达到设计要求，拱坝基础垫层采用外掺ＭｇＯ常态混凝土，结果垫层混凝土的施工缝一直处于受压状态，避免了裂缝的产生。普定碾压混凝土拱 坝和结