高拱坝抗震安全研究

我国是多地震国家,高坝大库多建于西部强震区,其中坝高超过200 m的大坝多为混凝土拱坝,其抗震安全至关重要。结合2018年11月颁布实施的《水工建筑物抗震设计标准》(GB 51247—2018)的编制工作,在高拱坝抗震方面取得的主要研究成果,包括大坝抗震设防水准框架、大坝地震动参数的合理确定、大坝地震动输入机制、大坝—地基系统整体抗震稳定分析和大坝坝体强震损伤破坏机理分析,据此提出了最大可信地震下高拱坝抗震安全定量评价指标。     

论汶川地震后我国高坝抗震标准问题

基于"5.12"汶川地震后高坝安全形势,结合我国高坝规模与抗震安全特点,参照世界各国高坝抗震设防标准对我国高坝抗震标准与安全目标提出若干观点和建议.     

汶川地震灾区水电工程震损调查及抗震复核工作简介

汶川特大地震震级高、影响范围大,破坏性强,处于震中附近的水电工程,尤其是高坝枢纽,均经受住了超出设防标准的强烈地震的考验。汶川地震灾区4座高坝的震损情况,对大坝震损破坏特征和抗震性能进行了初步分析,归纳了水电工程防震抗震的五点基本认识。为进一步加强西南地区水电工程高坝抗震研究设计,提高水电工程抗震能力,提出开展西南地区高坝抗震安全研究课题"的意见和建议。     

重视高坝大库的抗震安全——纪念唐山大地震30 周年

本文概述了我国面临高坝建设的历史机遇和其抗震安全的严重挑战，提出确保大坝工程抗震安全的基本理念。首先，大坝抗震安全评价必须要遵照坝址地震动输入、坝体结构体系的地震响应和大坝材料的动态抗力三个方面相互配套的原则：同时要有敢于突破传统、敢于创新的精神；最后，提出了在当前我国高坝中占主位的拱坝的抗震安全关键技术问题，并简要报导了在其地震动输入、坝体结构体系的地震响应和大坝材料的动态性能三个方面的最新研究进展。     

我国高坝抗震安全评价的现状与挑战

西部地区既是我国水能资源富集的地区,又是我国的地震频发区。高坝大库水利水电工程的建设,有利于减轻下游地区干旱和洪涝灾害,有利于改善能源结构和缓解电力紧张,但地震区高坝抗震安全问题不容忽视。我国在高坝抗震领域取得了不少成绩,但仍不能满足我国高坝建设对抗震安全评价提出的迫切要求。本文根据我国大政方针、现行的法律法规、技术规定,以及有关学科的进展和地震区诸多高坝建设所面临的现实迫切需要,从场址地震动参数确定、大坝设防标准、坝址地震动输入、筑坝材料抗震性能、大坝静动力响应分析、大坝抗震安全评价准则、地震监测和应急预案等方面,系统分析我国大坝抗震安全评价的现状、存在的问题和有关建议,以期为我国大坝抗震安全的研究、分析、设计以及工程运行提供有价值的信息。     

中国水电沙牌水库大坝——汶川地震中最“牛”大坝

近日，国家发改委能源局委托水电水利规划设计总院召开总结西南水电站大坝抵御大地震和进一步加强水电工程防震抗震对策措施的研讨会，专家认为由水电湘军——中国水电八局建设的沙牌水库大坝在汶川地震巾抗击了山崩地裂的考验，大坝岿然不动、结构和坝体表面完好无损，保证了重震区的大坝在地震中的安全性，堪称是汶川大地震中最“牛”的大坝。     

对怒江水电开发中的地震地质与工程抗震问题的认识

针对近期关于怒江流域地震地质条件复杂、地质灾害风险程度高而反对水电开发的言论,笔者对怒江断裂带进行了研究,对怒江流域进行水电开发而进行的工程抗震问题进行了论述,对修建水库大坝后发生地质灾害的风险水平进行了预测,并介绍了我国高坝抗震安全保证的综合措施。研究表明：怒江断裂带并非是一条作为欧亚大陆碰撞缝合线的深大断裂;怒江在建设水库大坝后会降低流域内的地质灾害风险水平;在复杂构造带和强震易发区进行工程建设是可行的;在详细的地震安全性评价基础上和细致的工程抗震设计后进行水库大坝的建设是安全的。     

汶川地震灾区大中型水电工程大坝震损分析

汶川地震是新中国成立以来波及范围最广、破坏性最强的一次地震。灾区水电开发程度较高,掌握水电工程挡水建筑物震损情况对电站下游安全及电站正常运行至关重要。通过对灾区大中型水电工程挡水建筑物震损情况的描述,初步分析了震损特点。分析表明:只要坝址选择恰当,按现代理论设计和施工管理建成的大坝,具有足够的抗震安全性能;强震地区可以建高坝;地震问题不会成为我国西南地区高坝建设的制约因素。     

陈厚群院士谈汶川地震对大坝抗震安全的启迪

汶川地震对大坝抗震安全的启迪,有如下个人的一些看法:一、实践是检验真理的唯一标准,所以首先应紧抓经受汶川这样特大地震的高坝震例,深入调查总结,当前我国正在进行属世界一流和学科前沿的坝工建设,虽国内外都少有先例,     

汉坪嘴水电站大坝“5·12”地震后的应急检查概况

介绍了汉坪嘴水电站大坝在"5·12"地震后的震损情况、水库运行情况和大坝安全监测成果分析,提出高震区水电站大坝设计中应注意的问题.     

Reliability in dams and the effects of spillway dimensions on risk levels

A general approach is presented for risk engineering and identification of the risk benefits analysis, goals and limits for risk evaluation in certain applications by considering the first-degree secondary moment methods. A computer program is developed in the Java language (DAM_RISK) with the aim to determine the safety levels of spillways in existing dams (or dams in the planning or construction phase). In consideration of a possible risk, observed overflow values are used, with the purpose of the rehabilitation values that need to be known, thus producing data ready for technical and financial analysis. This program is used to perform risk analysis for the Kürtün and Oymapi nar dams in Turkey with the purpose dam rehabilitation at risk. Different spillway dimension and the change in risk for the reservoir damping factors are also presented. The most important conclusion for planners and risk evaluators is the graph that shows the riskless region in spillway dimensions. Various features of the computer program and areas in which it might be further developed are considered in detail. The results of the applications carried out are given in terms of risk evaluations.     

混凝土面板堆石坝地震反应分析的剪切梁法

本文按剪切梁理论，采用附加质量和附加刚度的方法导出面板堆石坝自振频率和振型的计算公式，进而讨论了防渗面板对坝体自振频率和振型的影响；在此基础上，用振型叠加原理计算了面板堆石坝的地震反应，并与一般堆石坝的地震反应进行了比较。     

加筋土石坝坡抗震稳定的上限极限分析

基于极限分析上限定理，假定破坏面为任意滑动面，提出了一种用于评价加筋土石坝坡抗震稳定性的方法。该方法将素土的内能耗散率和筋材的内能耗散率分开考虑，计算各滑动土条的外力功率与内能耗散率，并通过功能平衡条件，利用优化算法确定加筋土石坝的极限抗震能力。由于本文方法基于极限分析，所得解物理意义明确、理论基础严格，能够很好地反映加筋后土石坝处于极限状态时抗震能力的提高。通过一简单均质加筋边坡的算例分析表明：该方法计算结果与现有研究成果有较好的一致性，且当水平条分数增加到一定数量时，解答趋于稳定，确定的任意滑动面能够很好地模拟加筋结构临界失稳时的破坏面。同时，通过对坝坡滑动体的水平条分，克服了以往竖向条分对拟静力地震荷载计算不精确的问题。应用该方法对一典型加筋心墙土石坝进行了坝坡稳定分析。计算结果表明，坝坡加筋后，土石坝的抗震稳定性有了明显提高，其极限抗震能力较未加筋时提高了19%~21%，且加筋长度对土石坝的极限抗震能力有较大的影响，在实际工程中建议应进行合理的计算分析以确定最佳加筋长度，对于本算例，最佳的加筋长度为30~40m。     

土石坝地震变形和滑坡及液化非线性分析

本文提出了土石坝地震响应新算法和地震破坏新指数，它能直接计算地震永久变形，并采用有效应力强度指标和地震永久变形估计地震滑坡．最后计算了土层和土石坝的地震响应和地震破坏．     

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。     

地震作用下土工格栅加筋高土石坝的稳定性分析

针对拟静力法得到最小安全系数评价边坡稳定性的局限性,通过有限差分软件FLAC^3D的二次开发平台,用FISH语言开发一个安全系数时程的计算方法。建立三维模型,使用修正的Mohr-Coulomb本构模型,通过安全系数时程分析土工格栅加筋高土石坝的坝坡稳定性。改变格栅的材料强度、格栅长度以及格栅的铺设间距等参数,研究格栅参数对安全系数的影响,确定土工格栅的最佳铺设方法。结果表明:动力安全系数时程图不仅可以从时程上分析安全系数,还可以分析坝坡破坏的起始时间;土工格栅弹性模量为2.5 GPa、满铺间距为4 m时加固效果最佳。根据模拟结果提供的土工格栅铺设方法加固双江口堆石坝,对比可研报告,模拟结果与报告规律基本一致,验证土工格栅铺设方法的合理性,模拟效果较好。     

深厚覆盖层上高心墙坝地震惯性力动态分布系数研究

对于强震区坐落在深厚覆盖层(深度超过50 m)上的高土石坝,通过拟静力稳定分析结果初步判定其抗震稳定性是抗震设计的主要内容,其中水平向地震惯性力沿坝基覆盖层至坝顶的动态分布系数是关键。然而,现行《水工建筑物抗震设计标准》(GB 51247—2018)中地震惯性力动态分布系数多基于坐落在基岩上的高土石坝的动力响应规律确定,现有动态分布系数忽略了深厚覆盖层和地震动强度对地震动传播规律的影响。因此,以坐落在深厚砂砾石覆盖层上150 m级高黏土心墙堆石坝为研究对象,结合现行土石坝设计规范和国内已建高土石坝实例,基于统计平均的方法确定了坝顶宽度、坝料分区、坝坡坡比、覆盖层材料的静、动力特性等关键参数,深入探讨了150 m级高黏土心墙堆石坝在小震(0.1 g)、中震(0.2 g)和大震(0.4 g)规范谱地震动作用下不同深度砂砾石料覆盖层的动力响应分布规律,进而总结归纳出不同深度覆盖层下150 m级高黏土心墙堆石坝的水平向地震惯性力的动态分布系数,将其引入到拟静力法稳定分析中,最后基于最危险滑动面和最小安全系数与现行规范所得结果进行对比分析。研究结果表明,小震(0.1 g)和中震(0.2 g)下采用文中推荐的考虑深厚覆盖层和地震动输入强度影响的水平向地震惯性力动态分布系数时将得到更符合工程实际的评价结果。研究成果可为深厚覆盖层上的高土石坝抗震设计提供参考依据。     

拱坝加固扩建的新型式——广西南丹县拉希双层拱坝设计与施工

南丹县拉希水库双层拱坝是一项加固扩建工程。原已建砌石拱坝高37.75m,有效库容737万m~3,加固扩建采用在上游另建一高55.2m的薄拱坝与原拱坝形成双层拱坝联合受力的方案,使该库有效库容增至2755万m~3。两拱坝间充水,使上游拱坝部分水压力传递给下游拱坝。因而不仅避开在原坝加高,新旧坝体结合困难等问题,而且坝肩稳定条件和坝体应力状况亦有所改善,节省了工程投资。工程已建成并投入运行。     

丹江口大坝监测数据的挖掘

为充分利用丹江口大坝现有人工和自动化采集的大坝安全监测数据，建立了大坝监测数据仓库。文中介绍了该数据仓库的基本构架和数据处理方法，以及进行大坝安全监测数据挖掘的关键技术，给出了应用实例。     

特高土石坝建设与安全保障的关键问题及对策

随着我国水资源利用进程的推进,一批建设条件和运行环境更加复杂、坝高200 m以上的特高土石坝正在建设或即将开工建设,这些高坝大库的顺利建设与长期安全事关国家经济社会发展和公共安全。分析了复杂条件下特高土石坝建设和长期安全保障面临的理论与技术挑战以及需要解决的关键科学与技术问题,提出了以下重点研究内容:通过筑坝粗粒料和坝体结构的多尺度试验、已建高土石坝运行性状反馈分析、先进数值模拟方法的发展等手段,分别从材料和结构层面,揭示特高土石坝粗粒料力学性质尺度效应、接触面变形与破坏机制、防渗系统服役性能演化规律,建立其长期安全评价理论体系,显著提升特高土石坝变形与渗流安全预测精度;通过新结构、新材料、新设备、新标准的研发,解决复杂河谷条件、恶劣气候条件下坝体结构和防渗系统变形协调与渗流安全问题,形成复杂条件下特高土石坝灾变防控技术体系;基于我国大型水库在线安全监测平台,通过引入先进的卫星遥感技术、制订安全评价标准等,构建特高土石坝安全实时监控与风险预警平台,实现对特高土石坝安全的实时监控、风险预警、信息发布和应急处置指导。从而为进一步提升我国特高土石坝建设水平和安全保障能力提供理论与技术支撑。