坝高与弧高比对高拱坝柔度系数上限值影响的探讨

基于薄拱坝坝体屈曲失稳理论,将浅拱非线性屈曲理论引入到拱坝的水平拱圈屈曲计算中,通过定量简化计算分析,得出了拱坝柔度系数上限值与坝高之间的非线性函数关系式;同时基于新版《水工设计手册》(以下简称《手册》)中国内外已建高拱坝参数,考虑坝高H、弧高比及河谷形状等对拱坝柔度系数的影响,给出了经验性的拱坝柔度系数上限值公式。通过对已建拱坝柔度系数计算比较分析,认为提出的拱坝柔度系数上限值公式具有一定参考价值。     

拱坝弧模施工技术

通过工程实践,介绍了拱坝弧模的设计依据及其施工技术.     

胡佛大体积重力拱坝体型设计思想剖析（上）

胡佛坝是世界上第一座坝高超过２００ｍ的特高拱坝，重要而又显得比较特别，建成后遭到诸多批评。笔者剖析该工程后，认为该坝设计并不随意，其设计思想强烈地体现了４个基本点（即规定坝体要厚大；重力为主；在高部可以发挥水平结构体系作用部位，尽量发挥其附加作用；中、下部陡壁部分尽量大可能不挖或少挖）。４个基本点彼此密切相关形成一整套独特的设计思想。之所以这样做，有极其特殊的时代与工程背景。５０年代后一直到现在，     

拱坝拱端推力与坝高的关系

通过对水压力进行曲面积分，得到了左右岸体型对称双曲拱坝的水荷载与坝高的关系，进而推求出拱端推力的求解公式，并对国内若干工程进行了验证，结果表明：拱端推力顺河向分量与坝高成3次方关系；横河向分量与坝高成4次方关系。     

高拱坝下游水垫塘底板块稳定性设计

本文分别对高拱坝下游平底水垫塘和反拱水垫塘底板块的稳定性问题进行了分析，并通过对板块的受力分析建立了相应的稳定性条件，结果可供设计部门应用。     

高碾压混凝土拱坝横缝开度对拱坝安全的影响

考虑混凝土材料非线性和横缝接触非线性，对沙牌拱坝进行结构分析，研究横缝下游宽度变化对拱坝工作性态的影响。计算结果表明，横缝下游宽度达到2mm以上，坝体应力恶化，将会危害到拱坝的安全。     

高拱坝的开裂与体形优化

通过对小湾拱坝的弹性有限元计算，分析了坝踵区在拉应力作用下裂缝出中能性，进而描述了进行拱坝开裂分析所采用的裂缝模型，并给出了小湾拱坝出现裂的可能范围以及坝踵区应力变化的非线性有限元计算成果，讨论了开裂约束条件下拱坝体型优化的数学模型及强度控制指标和开裂深度控制指标。     

土耳其坝高200m以上的双曲拱坝

土耳其是世界上修建高双曲拱坝最多的国家之一，目前已有3座坝高在200m以上的双曲拱坝，其中1座已经完工，另外2座正在建设中．①伯克坝，位于杰伊汉河上，在锡尔坝和阿斯兰塔坝之间，坝高201m，坝顶长270m、厚4．6m，坝底厚29．9m，厚高比为O．148，坝身体积73．5万m^3，库容4．27亿m^3．泄洪设施有4个表孔溢洪道和右岸的2条泄洪隧洞，可分别下泄2000m^3／s和2750m^3／s流量．     

底缝对高拱坝地震反应影响的研究

作为减少坝踵部位拉应力的一个工程措施，在拱坝上游底部设置人工底缝已有４０年的历史，然而，强震时底缝对高拱坝抗震性能的地震反应影响的机理和程度，为人们所关注。本文首先通过大型地震模拟振动台的大比尺动力模型试验，比较验证基于显式有限元结合人工透射边界的波动模拟方法与动接触力理论相结合开发的大坝非线性波动分析方法和程序；继而采用经试验验证程序，研究小湾高拱模拟底缝的地震反应。结果表明：底缝影响是局部的，     

高拱坝关键施工技术

介绍了高拱坝山体开挖出渣和高地应力基岩开挖技术、高升层混凝土施工技术、大仓面缆机群浇筑技术、温控防裂技术、全年封拱灌浆技术、岸坡段围结灌浆和高深帷幕灌浆技术等,采用这些技术,确保了高拱坝安全快速施工,保证了高拱坝施工质量,为今后类似工程施工提供了经验,值得借鉴.     

拱坝体形参数统计分析

对坝高在70m以上的82个拱坝体形参数的统计资料进行分析，推导出拱坝弧高比与拱坝厚高比、混凝土方量及坝体柔度系数之间关系的统计模型；提出根据拱坝柔度系数及河谷形式和弧高比，合理判别拱坝厚薄程度的标准。根据推导出的这套模型，可以在已知拱坝河谷形式及弧高比的的情况下，预估拱坝的合理方量及合理的平均厚度。     

小湾拱坝拱型优化研究

通过对小湾拱坝双心圆、三心圆、椭圆、抛物线、双曲线、对数螺线和二次曲线等７种方案的拱型优化研究，认为小湾拱坝的最优线型是二次曲线，该曲线由椭圆和双曲线混合组成，坝体积为６３０万ｍ３，比抛物线的最优体形（６８７．８万ｍ３）节省５７．８万ｍ３，值得认真研究；对数螺线、双心圆和三心圆的坝体体积均大于７００万ｍ３，可予以否定。     

拱坝对近坝肩导流洞结构衬砌的影响研究

为了更加深入准确的研究靠近拱坝坝肩导流洞的真实受力情况,使导流洞在施工期安全运行,研究分析了拱坝对靠近坝肩导流洞的影响。采用Ansys有限元分析法,建立拱坝和导流洞整体有限元模型,分析在自重,自重加静水情况下拱坝对导流洞产生的附加应力,为隧洞衬砌配筋提供依据。计算结果表明:拱坝对导流洞靠近坝肩部位产生的附加应力不容忽视,坝肩岩体灌浆对减小附加应力有一定作用。研究成果可为近拱坝坝肩导流洞的设计和施工提供参考。     

高拱坝地震损伤破坏的数值模拟

本文在假设混凝土宏观均质的基础上考虑细观不均匀性的影响,采用带残余强度的双折线损伤演化模型和带幂函数下降段的损伤演化模型,结合带拉伸截断的摩尔-库仑破坏准则,探讨了高拱坝在地震作用下的裂缝扩展和破坏形态.某即将兴建的拱坝的计算结果表明,混凝土大坝破坏主要由拉应力引起,开裂从坝顶中部开始,裂纹主要出现在坝体上部,其余部位基本保持完好.计算结果得出的最终破坏形态与模型试验基本一致.     

特高拱坝悬臂高度个性化控制的分析研究

本文在提出悬臂高度个性化控制的概念的基础上，进一步给出特高拱坝施工期全坝段个性化悬臂高度控制值的应力判断标准以及数值分析方法。以某特高拱坝为例，考虑自重荷载、温度荷载、混凝土自身体积变形与徐变等因素影响，采用三维有限元方法对其进行仿真分析，研究了不同坝段在不同灌浆高程情况下的最大主应力极值随悬臂高度增加而变化的规律，并给出应力标准控制值下的全坝段悬臂高度控制值分布示意图。研究成果表明悬臂高度个性化控制有利于优化施工进度，缩短施工工期，从而按计划实现坝体挡水度汛及预期发电等关键目标。     

窄河谷高拱坝收缩式表孔体型研究

无碰撞泄洪消能方式是狭窄河谷地区高拱坝工程优先选择的坝身泄洪消能方式,其核心思路是利用宽尾墩形成横向收缩、纵向拉伸的表孔水舌,以适应狭窄河谷地形条件,同时满足表孔水舌从深孔水舌间隙穿插,表、深孔水舌空中不发生碰撞,从而减轻表、深孔联合泄洪时泄洪雾化的目的。然而,高拱坝表孔多为开敞式溢流堰结构,流道短、作用水头小、出流流速低,通常难以形成流态稳定、纵向拉伸效果好的表孔水舌。为此,以锦屏一级特高拱坝工程为依托,采用了理论分析与水力学模型试验相结合的分析方法,先后开展了5种收缩式表孔体型的探索研究,成果表明,采用宽尾墩辅以出口透空体型能够有效地提高表孔水舌的空中稳定性、改善表孔水舌纵向拉伸效果、增加水舌纵向入水长度,从而减小水垫塘底板的最大冲击压力。     

横观各向同性层状岩石地基对高拱坝的影响

层状岩体具有明显的各向异性,其材料参数和屈服准则是层面方向的函数,本文给出了线弹性和弹塑性横观各向同性体的本构关系,并对横观各向同性对高拱坝的动、静力影响进行了研究,结果表明,横观各向同性对拱坝的位移和应力影响是非常明显的,特别是两岸岩层分布不一致的情况下影响更严重;横观各向同性对拱坝动力特性的影响比对静力的影响显著,不但对频率有所影响,而且振型也变化很大,并且对高阶振型的影响要比低阶振型严重。