天池面板堆石坝三维变形应力计算分析

采用Duncan-Chang E-B模型模拟堆石体,接触面单元模拟面板与垫层之间的接触,面板竖缝和周边缝用分离缝模拟,对天池面板堆石坝进行了三维有限元变形应力分析,得到了堆石体、面板的位移应力及分布规律,分析了面板竖缝和周边缝的变形。计算结果表明:坝体的位移、应力均在合理范围内,面板缝和周边缝变形满足静力要求。     

泗南江水电站混凝土面板坝三维有限元分析

泗南江水电站大坝为混凝土面板堆石坝。采用Duncan E-B非线性模型对坝体进行三维有限元应力应变分析,并考虑了混凝土面板与垫层料之间的接触面特性。通过分析,得出竣工期和蓄水期坝体的应力变形,以及蓄水期混凝土面板的应力、变形和面板周边缝及垂直缝的变形。依据计算结果分析评价了混凝土面板堆石坝的应力变形性状。评价结果表明,泗南江水电站混凝土面板坝的设计是合理的。     

株树桥混凝土面板堆石坝漏水事故分析

简述株树桥混凝土面板堆石坝周边缝，竖缝止水片拉断，撕裂，脱出，以致大量漏水情况。经分析，事故原因是垫层，过渡层的压缩模量太低，一旦止水系统失效，半透水垫层不可能起第二道防水幕的作用。经计算分析，认为垫层，过渡层具有高压缩模量是十分重要的。     

深覆盖层对面板堆石坝面板变形和应力的影响

某高混凝土面板堆石坝坝基覆盖层深度达45~100 m.应用非线性有限元方法.建立了不同设计方案的三维有限元模型,并详细模拟了坝体填筑施工过程和蓄水过程,比较了不同设计方案蓄水期面板的变形和应力的分布规律,以及面板缝、周边缝及其他接缝的变形.结果表明,将混凝土面板堆石坝面板附近的覆盖层部分开挖,让趾板直接坐落在基岩上,有利于改善面板的变形和应力,有利于减小面板缝、周边缝及其他接缝的变形.     

天门河水库面板堆石坝面板治理设计

针对天门河水库面板堆石坝河床段底部面板破坏及垫层料脱空情况,结合坝体沉降变形观测数据,分析了面板产生变形破坏的主要原因,采用了抬高河床段趾板及在产生变形破坏面板的上部重新浇筑1层混凝土面板和对垫层料脱空部分采用充填灌浆的治理方式。工程治理于2007年5月底前完成,并于2009年3月底开始下闸蓄水。水库蓄水后,大坝各项观测资料表明坝体位移、沉降、坝基渗压及面板竖向缝、周边缝测值变化量较小,未见异常。     

坝踵混凝土体型对混凝土面板应力变形的影响

镶嵌混凝土面板堆石坝是一种可以改善高面板堆石坝应力变形的新坝型。利用平面有限元法分析计算不同坝踵混凝土结构高度、下游坡比、趾板位置时面板的应力变形和周边缝变位,进而探究镶嵌混凝土面板堆石坝中坝踵混凝土结构对面板应力变形的影响。结果表明:当坝踵混凝土结构高度从坝高的27%增加到坝高的40%时,面板的挠度和顺坡向应力都大幅减小;坝踵混凝土结构的下游坡比从1:0.4放缓到1:0.7时,面板应力变形变化幅度较小;趾板位置在坝踵混凝土顶部从下游向上游移动时,面板与趾板之间的周边缝张开变位和错动变位大幅减小了68.7%和85.8%。说明设置坝踵混凝土结构可有效改善面板的应力变形。     

公伯峡混凝土面板堆石坝周边缝变形分析及缺陷处理

公伯峡混凝土面板堆石坝周边缝变形监测中发现,右岸周边缝测缝计测值在蓄水期变化较大,且呈趋势性变化,部分测点开合度和面板法向错动超了设计控制值。为此,2011年进行了水下检查,发现周边缝变形较大部位面板混凝土存在缺陷,随即对缺陷进行了封堵处理。笔者对混凝土面板周边缝变形进行了分析,介绍缺陷处理情况,并对处理效果进行了评价。     

平寨混凝土面板堆石坝地震反应特性研究

基于三维非线性动力有限元分析方法,对平寨水库混凝土面板堆石坝进行地震反应特性研究。针对坝体动力加速度反应、地震残余变形、面板应力及周边缝变形以及坝坡的抗震稳定性对建于峡谷区200 m级高混凝土面板堆石坝进行综合评价,揭示峡谷地形高混凝土面板堆石坝地震反应的一般规律,研究高面板坝的抗震稳定性,并建议相应的抗震设计工程措施。     

沥青混凝土防渗面板滑动接头的试验研究

通过各种模型试验,对沥青混凝土面板在滑移过程中产生的应力和应变进行了研究。研究结果表明,BGB塑性垫层材料可在较小的滑动位移下对面板拉应力和拉应变进行调整,确保面板在滑移过程中不开裂。同时这种垫层材料对面板滑移速度和水压力大小均不敏感,这对于适应面板在各种情况下的滑移十分有利。由于面板在滑移中的破坏受面板内产生的拉应力控制,进行滑移垫层设计时应尽量减小面板中的拉应力。另外,采用这种垫层材料能确保沥青混凝土面板在1MPa的水压力和不大于0.76的滑移缝长比作用下不漏水。     

浅议高混凝土面板堆石坝建设的一些问题

结合天生桥一级建设的经验教训，对高混凝土面板堆石坝面板、周边缝和防渗帷幕设计、垫层料级配选择、防止面板发生结构性裂缝和垫层料被冲蚀、增加帷幕耐久性和坝体排水性等问题进行讨论。并提出增强混凝土面板堆石坝竞争力的一些措施。     

高面板堆石坝周边缝止水结构整体模型试验研究

坝高２００ｍ以上的面板堆石坝，面板接缝尤其是周边缘将会承受巨在的应力和变形，传统的止水结构已不能满足设计要求，为此，在“九五”期，结合我国湖北省清江水布垭高面板堆石坝开展了能适应大变形和高水头作用的接缝止水结构和止水材料的研究工作。     

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。     

中国土石坝工程建设新进展

土石坝由于其对地形、地质条件的适应性和广泛应用性，坝高、坝料及基础处理技术等都在不断发展和提高。结合工程实际，从土料防渗土石坝、混凝土面板堆石坝、沥青混凝土堆石坝和土工膜防渗土石坝几类重要坝型的防渗、结构形式、设计理论等方面的新技术、新理论、新进展进行了总结。     

高混凝土面板堆石坝应力变形数值模拟研究

常规计算法方法无法精准反映高面板堆石坝实际受力情况,造成国内外修建的一些高面板堆石坝出现面板挤压破坏和结构性裂缝问题。采用邓肯E-B模型进行高面板堆石坝三维有限元分析计算,结果表明:高混凝土面板堆石坝的应力和沉降量较小,绝大部分荷载是经过垫层和过渡层由主堆区石传入坝轴线以上的地基中,坝壳料具有足够的变形模量及自由排水性能,孔隙率控制是合理。面板堆石坝应力的分布在各堆石区的分界处没有较大突变,坝体填筑分成防渗补强区、垫层区、堆石区各区坝料之间满足力学平稳过渡的要求。因此高面板堆石坝设计是合理的,对类似工程设计具有参考意义。     

天生桥一级水电站大坝安全监测

天生桥一级水电站混凝土面板堆石坝安全监理项目齐全，包括变形监测，渗流监测，压力，应力和温度监测及地震反则等，其中面板脱空变形等项目的观测在国内外尚属首次，大坝已经埋设的仪器大部分工作正常，运行良好，其观测成果反映了施工期大坝的工作性态变化，发展趋势和分布规律，其安全监测质量得到了比较全面，有效的控制，为监测大坝运行安全，指导施工和评价大 质量提供了比较可靠的依据，也为我国高面板坝安全监测系统的建立     

沥青混凝土心墙堆石坝地震变形评价方法及其可靠度分析

沥青混凝土心墙堆石坝可就地取材,工程造价低,在我国西部强震区被广泛应用。因其工作条件复杂,且筑坝材料具有非线性特性,故其地震安全评价问题一直受到工程界的关注。因此开展地震作用下沥青混凝土心墙堆石坝的可靠度分析具有理论意义和工程应用价值。本文以坝体裂缝作为坝体地震变形破坏的判断依据,将坝体地震变形倾度作为地震安全的控制指标,建立了基于倾度法和中心点法的沥青混凝土心墙堆石坝地震变形可靠度分析方法。以某98 m高的沥青混凝土心墙堆石坝为例,进行了地震变形的可靠度分析。结果表明:基于本文沥青混凝土心墙堆石坝地震变形可靠度分析方法,获得的大坝设计基准期内的年计地震变形失效概率py=2.156×10~(-6),对应的可靠指标β=4.6,满足规范要求;采用倾度法和中心点法相结合,可以考虑坝体材料分区的影响,获得较为准确的土石坝地震变形失效概率结果,对土石坝具有普遍适用性。本文提出的土石坝坝体地震变形可靠度分析方法,可为沥青混凝土心墙堆石坝抗震设计、地震风险分析以及风险等级的建立提供依据。     

混凝土重力坝-面板堆石坝复式结构型式研究

针对目前特高面板堆石坝存在的面板挠曲变形大、面板缝易拉开、底部面板不能检修等突出问题,提出了一种适用于特高面板堆石坝的新型坝体结构型式——混凝土重力坝-面板堆石坝复式结构。重点分析了施工期、蓄水期及蓄水期发生地震时,新型复式结构混凝土重力坝的高度、上下游坡比、趾板布置等体型参数变化对大坝结构应力变形及面板挠度等指标的影响,为新型结构型式体型的选择提供参考。优选的新型复式结构型式与常规堆石坝结构的计算结果对比分析表明,复式结构除周边缝张开变位及施工期面板应力大于常规面板坝外,其他指标均占据优势,且周边缝张开变位完全在相应规范及止水结构允许变形范围内,并具有较高的安全裕度。新型挡水结构可缩短混凝土面板长度,改善面板受力状态,减少面板挠曲变形,并有效提升面板堆石坝坝踵及趾板部位的可维修性。     

基于广义塑性模型的加筋面板堆石坝数值模拟

为研究地震作用对混凝土面板堆石坝采用的混凝土是否加筋有何影响,基于堆石料的静动力大三轴试验结果,构造了能考虑剪应力水平影响和堆石料颗粒破碎的一个简洁塑性模量表达式,建立了适用于堆石料的广义塑性本构模型。本构模型模拟曲线与三轴静动力试验曲线的对比结果表明:该模型能较好地模拟堆石料在低围压下的剪胀性和高围压下的剪缩性,以及在循环荷载作用下的滞回效应、硬化特性和循环致密性等复杂应力状态。此外,利用该模型的高面板堆石坝动力有限元计算结果表明:加筋前后地震加速度和永久变形的分布规律一致。加筋对大坝的地震反应加速度影响较小,却可有效地减小大坝的地震永久变形;加筋对顺河向地震永久变形的抑制作用大于震陷。加筋间距越小,大坝的地震永久变形越小,但地震永久变形的减小幅度逐渐降低。研究成果可为混凝土面板堆石坝的施工设计提供参考。     

芹山水电站混凝土面板堆石坝设计

芹山水电站混凝土面板堆石坝最大坝高122m,坝址处河谷狭窄,地质条件良好。大坝总填筑方量约248万m3,旁侧式溢洪道,开挖石方近60万m3,大部分可用于上坝;坝体填筑分区:垫层区、过渡区、主堆石区及次堆石区;面板混凝土设计采用28d龄期,其强度等级为C25,抗渗等级S12,抗冻等级D100,单层钢筋布置在面板的中间;趾板:河床段趾板,基岩面为水平,岸坡段趾板为C型布置;三道止水,将中部止水带提到表面,采用波浪形橡胶止水带;面板共设28条垂直缝,底部设一道铜片止水,缝顶填充塑料,缝面涂刷乳化沥青。     

紫坪铺混凝土面板堆石坝震损特性分析

紫坪铺面板坝经受了超设计标准的地震考验,经震后及时修复,目前其监测仪器运行正常,完好率达83%。震后大坝坝顶一次产生了81cm的明显震陷和超过30cm的水平位移,目前坝体变形已趋于稳定,但面板脱空及施工缝错抬现象明显。紫坪铺大坝具有较强的抗震能力,地震后坝体总体稳定,且堆石密度提高,有利于震后永久变形的减小。