某大孔口水闸底板施工温控数值模拟

大孔口水闸底板平面尺寸大而厚度薄,属弹性地基上的薄板混凝土结构。受混凝土施工期水化热温升影响与地基约束影响,底板易形成贯穿性裂缝,因此需重视水闸底板温控防裂问题。本文采用有限元仿真分析方法,对某大孔口水闸底板在不同季节开始浇筑混凝土情况下的温度场和应力场进行了仿真计算,并通过分析计算成果提出了推荐温控措施。结果表明:自然浇筑情况下,2月份与11月份起筑混凝土方案的底板应力可以满足温控防裂要求,但对5月和8月起浇混凝土方案,必须控制混凝土浇筑温度,才能满足温控防裂要求。此外,在水闸底板与上游铺盖和下游消力池底板的连接处设置分缝,对局部区域的应力集中问题有明显改善。     

围垦工程中浮运水闸闸基处理技术探讨

由于浮运水闸闸基处理属水下施工,实施难度大,需采取特殊的结构及工艺措施;且闸址地质条件一般较差,表层淤泥覆盖层厚,天然地基承载力较低,水闸闸基防渗与地基处理往往相互关联,需结合各种条件考虑。根据水闸所处地质条件、荷载大小等因素,提出了基槽及封闭板桩两种防渗方案及预制桩、PHC管桩和水下深层搅拌桩3种地基处理方法。详细介绍了防渗和地基处理的实施过程及施工注意事项。     

中小型闸墩混凝土防裂措施效果对比分析

指出中小型水闸的建设因工程资金投入较少，在多数情况下，往往只能实施几种甚至单一的温控措施，闸墩结构出现裂缝的问题普遍存在。通过对几种适合于中小型闸墩施工使用的温控和防裂措施效果的分析表明，只要重视温控，综合设计，精心组织施工，较经济的投入同样可以取得满意的防裂效果。     

姜塘湖进洪闸渗流特性分析

针对进洪闸闸基成层地基的水文地质条件,论证了闸基渗流特性、渗控方案的合理性以及工程将来运行过程中可能出现的多种工况条件下渗流行为,为工程施工渗控方案的选用提供了可靠的理论指导和依据.     

平原地区大型水闸闸基三维渗流场特性分析

水闸闸基渗流和两岸的绕渗形成较为复杂的三维渗流场。采用固定网格结点虚流量法结合改进排水子结构有限元求解技术,对平原地区一大型水闸进行三维渗流场计算分析,着重研究了混凝土铺盖和混凝土地下连续墙的防渗作用及其对闸基渗流场和两岸绕渗的影响。此外,针对闸基特殊地层分布的情况,提出了相应的优化渗控措施。     

水闸混凝土结构关键部位温控防裂研究

由于水闸底板结构属于薄板结构,层厚较薄,其混凝土内部温度随年气温呈周期性变化,无稳定温度,给其最高温度控制标准的制定带来了一定困扰。为此采用有限元仿真分析方法,以某水闸为例,就水闸结构的最高温度温控标准、关键部位防裂重点及防裂措施进行了重点分析。通过计算可知,该水闸混凝土的最高温度控制标准按照32℃控制为宜;低温季节混凝土浇筑完成后及时保温可降低拉应力19%,上下层温差按照15℃控制,安全系数1.65。结果表明:水闸结构最高温度控制标准按照基础温差加闸底板结构各浇筑层第二年温度的最低值确定为宜;低温季节混凝土浇筑完成后应及时保温;闸墩与底板混凝土的上下层温差控制是闸墩结构防裂的重点之一,需从严控制。     

基于有限元法和响应面法的闸基渗流反演分析

文章提出基于响应面法的渗透系数反演分析方法。通过构造渗压计算值响应面方程,代替耗时的有限元计算,提高了渗透系数反演分析效率。结合监测数据和数值模拟对某水闸地基渗流进行了分析。监测数据表明该水闸地基渗压呈汛期高、枯期低的周期性变化规律,原因是下游河道水位大幅变化。对闸基覆盖层材料的渗透系数进行反演分析后,对闸基渗流场进行了有限元数值模拟,验证了渗压周期性变化的原因,揭示了闸基中渗透坡降较大的部位。     

基于数值仿真的水闸温控措施敏感性分析

水闸属于薄壁大体积混凝土结构,实践表明,若不采取温控措施,尤其是低温季节施工的混凝土水闸结构在浇筑初期极易出现表面裂缝,后期易扩展为贯穿性裂缝。弄清各温控措施对水闸温度场、应力场及开裂风险的影响,是制定水闸温控指标和防裂措施的前提。以某在建的低温季节浇筑水闸工程为研究对象,利用三维有限元法,计算分析了在低温季节浇筑施工时水闸结构的温度场、应力场特性,重点进行了开裂风险的敏感性分析。结果表明,单一温控措施的防裂效果有限,控温浇筑、表面保温、冷却通水必须相互协调,能有效控制水闸温度应力并避免裂缝产生。     

超长底板水闸混凝土结构温控监测成果分析

从防止混凝土结构温度裂缝考虑,目前国内外建成的绝大部分水闸,闸室底板混凝土结构分段长度均在规范允许的35 m范围之内。龙泉水闸底板最大跨度达到52 m,属于超常规水闸。由于跨度大、对结构变形限制要求高,工程须采用大跨度不分缝水闸底板,且底板为混凝土桩基对结构变形进行约束。因此增加了底板和底板上闸墩墙体结构的防裂难度。针对该问题,工程主要采用水管冷却技术的温控措施,进行温度监测和分析,并取得预期效果。     

徒骇河宫家闸除险加固方案比选及抗渗稳定分析

针对宫家闸防洪标准偏低、主体混凝土冻融破坏、闸基不均匀沉降渗漏、两侧边墩绕渗等问题,结合山东省海河流域综合规划要求及水闸病险现状,对水闸除险加固方案及抗渗稳定性等设计关键内容进行了详细论证分析.结果表明:优选的水泥土搅拌桩复合地基拆除重建方案,具有较好的闸室沉降变形适应性,闸基渗流比降及渗流长度均满足规范要求,水闸结构整体安全稳定.     

基于快速模拟退火算法的混凝土热学参数反演分析

就混凝土温控防裂的复杂问题,需要进行参数反演识别,进而开展施工反馈研究,调整温控防裂方法,指导工程混凝土的现场施工。混凝土热学参数反演问题可作为一个优化问题,经比较模拟退火优化算法能够在混凝土热学参数识别的反演计算中得到相对快速的收敛解。针对此开发了计算程序并在一实际水闸工程的施工中进行了成果的应用,使16孔的水闸工程在严寒季节中顺利建成,且没有出现裂缝。     

兴隆水利枢纽坝基渗流控制研究

由于兴隆水利枢纽大坝坝基存在深厚的强透水粉细砂层和砂砾石层,坝基的渗透稳定性及渗漏问题成了需要重点研究的课题。对厂房坝段和泄水闸坝段坝基进行了三维渗流计算分析,着重对比分析了不同渗控措施的效果。结果表明,在设计水位条件下,采用一定的渗控措施可以使坝基粉细砂出逸坡降≤0.30;当考虑下游水位下降时,厂房坝段尾水渠粉细砂出逸坡降将>0.30,泄水闸坝段粉细砂出逸坡降将>0.20,但<0.30,粉细砂的渗透稳定更依赖于反滤保护。     

新疆叶尔羌河流域中游渠首水闸基础处理试验研究

新疆叶尔羌河流域位于塔里木盆地的西缘,其中游渠首水闸地基主要持力层为粉细砂,结构为松散稍密、弱中等透水地层,存在地震液化、地基承载力较低、渗透稳定等问题。设计采用C20F150W6钢筋砼灌注桩、高压旋喷桩、振冲碎石桩及钢性C20F150W6砼防渗墙等多种形式相结合的方式处理水闸地基。为进一步论证设计的合理性及施工的可行性,针对粉细砂地层水闸地基基础处理进行了试验研究,进一步验证或确定了各种基础处理的技术指标,选择了合理的施工工艺及施工参数,从而为设计、施工提供了可靠依据,并起到了优化设计的作用。     

基于模糊点估计法的水闸渗流可靠度分析

针对水闸观测数据偏少、水闸渗流分析中会出现大量不确定因素等问题,对水闸渗流进行模糊可靠度研究。模糊点估计法能同时考虑参数的模糊性和随机性,因此将该方法应用于水闸渗流可靠度分析。考虑闸基土质参数的模糊随机性,对闸前水位、闸基土质的土粒相对密度、孔隙率、各土层的渗透系数等模糊随机变量取不同水平截集,将同一水平截集得到的参数进行组合,通过统计矩法计算了水闸的渗流模糊可靠指标。选取运行多年的水闸为例,考虑隶属度函数的不同取值界限对可靠指标的影响,建议取值界限取3。通过该方法得到止水完好时水闸渗流安全系数为2.70,可靠指标为5.597;止水破坏时,安全系数为0.98,模糊可靠指标为-0.151。其计算结果与拉丁超立方抽样法(LHS)得到的可靠度指标比较,两者基本一致,说明该方法适用于水闸渗流可靠度分析。     

长江重要堤防安全监测技术的应用与发展

长江重要堤防安全监测工程中,对主要穿堤建筑物、重要堤段都布置了安全监测设施.两年多来的监测过程中,获得了大量的监测资料和信息,为评价防渗墙的渗控效果及穿堤建筑物的运行状况提供了科学依据.防渗墙是堤防加固和防渗处理的主要工程措施之一,通过监测资料分析,防渗墙的实施有效地改善了堤身、堤基的渗流状态,不同结构形式的防渗墙所起的截渗效果是不一样的.穿堤建筑物内部监测由渗压计、测缝计、位错计和界面土压力计组成,为穿堤建筑物安全运行状况和施工质量评价提供了科学的依据.堤防安全监测新技术的开发与应用研究拓展了传统的安全监测领域,先进的安全监测技术在堤防工程建设中将得到广泛应用.     

严寒地区常态混凝土拱坝施工温控措施

从常态混凝土的材料特性、施工特点、温度应力的变化特点入手,结合常态混凝土拱坝的分缝方式,采取了降低浇筑温度、水管冷却、表面保温,改善混凝土原材料性能等措施达到了混凝土防裂的目的。本工程的温控措施可供类似工程参考。     

水闸安全监测技术规范关键要素研究

水闸工程作为防洪保安、调控水资源的重要设施,其安全运行至关重要。为规范水闸安全监测、掌握水闸运行性态、评价施工质量、反馈设计指标、降低失事风险等,有必要编制水闸安全监测技术规范,并对其关键要素进行研究。为此,规范编制组通过相关规范规程等技术资料梳理、典型水闸安全监测现状调研,以及与水闸运行管理人员座谈等,研究了规范的适用范围;在水闸主要结构病害特征分析的基础上,确定了水闸监测项目主要包括闸墩及翼墙变形、闸基扬压力及侧向绕渗、基础沉降及闸墩倾斜、上下游水位及冲刷等,测点布置要能反映水闸运行性态。同时,结合典型水闸缺陷处理实例,针对水闸上下游水位变化频繁、地质条件差等特点,提出了水闸安全监测资料整编分析的关键要素。在对比分析了与混凝土坝、土石坝等建筑物监测技术规范的差异性的基础上,编制了水利行业标准《水闸安全监测技术规范》(SL-768)。