大坝碾压混凝土原位抗剪强度试验问题

碾压混凝土筑坝，水平施工缝面的抗滑稳定性能问题是岩石力学工作者的研究任务，准确确定剪切面的位置和设计制作好锚地反力架，是碾压混凝土原位抗剪强度试验中常易被忽视的两个重要问题，文章通过两个大坝碾压混凝土原位抗剪强度试验实例，说明两种反力架的使用效果，并简述了碾压混凝土的施工技术概和水平施工缝面原位抗剪强度试验方法，以及试验成果分析和结论性意见。     

金安桥大坝碾压混凝土芯样及原位抗剪试验

根据设计要求,对金安桥水电站大坝碾压混凝土钻孔取芯,检测芯样性能,进行现场原位抗剪试验.检测结果表明,芯样外观光滑致密,骨料分布均匀,力学性能、极限拉伸和耐久性均满足设计要求;压水试验透水率小于1Lu;刷新了在同一个碾压混凝土钻孔中取出3根超过10m的芯样纪录.现场原位抗剪试验表明,大坝碾压混凝土层(缝)面接合良好,满足抗滑稳定要求.大坝碾压混凝土工程质量满足设计要求,整体质量良好.     

铜街子水电站碾压混凝土现场原位抗剪试验

由于采用薄层、通仓浇筑施工工艺,碾压混凝土坝的坝体存在大量水平施工缝,这些施工缝的存在使人们对大坝整体性产生了疑问,令人关注。本文介绍了街铜子工程碾压混凝土坝体原位抗剪强度试验,并对试验资料进行了分析,认为,碾压混凝土剪切强度服从莫尔·库伦破坏准则;重力坝水平缝面是薄弱环节,其抗剪性能应是主要研究对象;正确分析运用试验数据以达到简化施工作业,对推广碾压混凝土筑坝技术、加快水电工程建设具有重要的意义。     

碾压混凝土坝施工缝面处理方法研究及其应用

在碾压混凝土坝施工中，碾压混凝土施工缝面的结合处理既是重点也是难点，处理不当易发生施工缝面渗水流白浆的现象，从而影响混凝土耐久性和工程外观质量，甚至危及工程安全。该文分析了目前普遍采用的碾压混凝土施工缝面处理方法的特点，尤是是其存在的缺陷，并结合工程施工实践，提出了设置膨胀橡胶条和铺设改进型微膨胀砂浆的处理方法，使得碾压混凝土施工缝面层间渗漏的难题得到了有效的解决。     

高坝碾压混凝土凹凸层缝法筑坝的设想

高坝碾压混凝土的施工缝面很可能是抗滑稳定安全的控制因素，为改善碾压混凝土坝这一成层材料结构体的特性，提出在碾压混凝土振碾密实后再采用接地部位为凹凸齿形的振动施工机械将碾压混凝土的平直层面压制成如三角形、梯形、波浪形等齿型层面，从而在上下层之间形成凹凸层缝的设想。理论分析认为这一施工技术驿提高碾压混凝土层缝的抗剪强度效果显著。     

碾压混凝土层间抗剪性能试验研究

根据碾压混凝土在施工过程中出现大量水平结合缝这一现象，对碾压混凝土的基本参数和层间结合的抗剪性强度进行了试验研究。通过研究得出了碾压混凝土的材料成分对其力学性能的影响关系。     

碾压混凝土重力坝层面抗剪断过程研究

针对碾压混凝土重力南层间弱面的特点，基于碾压混凝土层面抗剪断强度，从实测层面剪应力－变位关系曲线（ｒ－ｎ）中概化出点的抗剪断强度曲线ｒ－ｎ，并提出碾压混凝土点抗剪强度概念，而后建立迁移力法非线性分析有限元模型，计算确定了正常荷载作用下层面强度储备系数，研究了碾压混凝土重力层面抗剪断过程。     

龙滩碾压混凝土室内外抗剪试验结果对比分析

对龙滩大坝碾压混凝土的室内抗剪、现场原位抗剪试验和芯样抗剪试验结果进行了对比分析。室内和现场抗剪试验结果表明,随着层面间歇时间的延长,3种强度等级的碾压混凝土的抗剪强度均下降,尤其是冷缝出现后抗剪强度最低。采用小值平均法和保证率为80%时统计法分析,3种强度等级的碾压混凝土现场原位抗剪试验的f′、c′值均能满足设计要求,小值法较统计法的f′值稍高,c′值稍低;分别用小值法和统计法得出的f′、c′值计算出的抗剪强度差别不大,小值法稍低。除去尺寸效应和龄期的影响后,两种强度等级的芯样抗剪强度均大于设计抗剪强度。     

官地水电站大坝碾压混凝土层间抗剪强度的试验研究

碾压混凝土抗剪参数的选取对碾压混凝土重力坝抗滑稳定计算起着关键作用。针对施工中可能遇到的主要工况和施工措施进行了试验研究。通过对碾压混凝土层内抗剪、层间初凝前不同时间直接铺筑、层间初凝到终凝间不同时间及不同铺浆方式、层间终凝后冷缝处理、降雨强度对抗剪断参数影响等工况进行试验取得的成果表明:采取合理的措施,碾压混凝土层内和层间的抗剪断参数可以满足工程要求。     

对龙滩碾压混凝土大坝断面设计的建议

本文对龙滩电站碾压混凝土坝的断面设计计算，提出意见与建议：分别建基面的抗滑稳定与碾压混凝土层间稳定的区别；建议龙滩碾压混凝土的胶凝材料用量按不同高程上、中、下三个层次进行碾压混凝土级配选择；建议碾压混凝土的层间抗剪强度指标分别为上部、中部、底部不同指标进行控制；建议碾压混凝土的层间稳定计算，采用不同安全系数计算式。     

碾压混凝土拱坝诱导缝开裂试验研究

通过多组由深埋椭圆裂缝、深埋矩形裂缝和穿透裂缝3种型式形成不同削弱度的碾压混凝土试件轴拉试验，研究了试件的应力强度因子，分析了不同裂缝的应力强度因子计算公式。由于试件的断裂韧度与裂缝形式无关，假设深埋矩形预留缝试件的应力强度因子可以由深埋椭圆预留缝或穿透预留缝试件的应力强度因子通过修正求得，建立了矩形预留缝试件应力强度因子的近似解析表达式。考虑了尺寸效应后，求得碾压混凝土材料的断裂韧度。根据碾压混凝土拱坝诱导缝的构造特点，并考虑了相邻缝的影响计算出诱导缝开裂的等效强度。这一结果应用于沙牌碾压混凝土拱坝开裂计算的三维非线性应力场仿真计算中。     

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。     

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。     

龙滩重力坝三维仿真与劈头裂缝问题研究

龙滩重力坝通航坝段坝轴向长度达88m,下部设2条横缝,无纵缝,不进行接缝灌浆前的二期冷却,坝内温度下降极慢,因此上游面坝轴向应力很大,极易产生劈头裂缝。作者对该坝段施工过程进行了多种工况的温度场与应力场的三维仿真计算。计算结果表明,即使采取了一系列综合温控措施,无保温时,在年变化气温影响下,冬季仍会在上游表面引起2 0～2 2MPa的坝轴向拉应力,寒潮引起的拉应力在3 0MPa以上,二者叠加,可达5 0MPa以上,足以引起表面裂缝,蓄水后会扩展为较深的劈头裂缝。仿真结果表明,用4～5cm厚的苯板贴在上游表面,可将上游表面的拉应力控制在1 6MPa以内,有效地防止表面裂缝的产生,并因此而避免劈头裂缝的产生。     

碾压混凝土坝渗流场分析的缝面渗流平面单元模拟法

针对碾压混凝土坝成层施工的结构特点及其渗流特 性，笔者在非均质各向异性等效连续体模型的基础上，提出可精细而又方便地模拟大坝中层 面、缝面和裂缝等渗流行为的缝面渗流平面单元模型。在没有增加计算网格结点的前提下， 不但能高效率地刻画出层面和缝面所带来的坝体强渗透各向异性的特点，而且又能极容易地 对那些局部零星分布的有强集中渗透能力的冷缝和裂缝等缝隙进行逐个细致地模拟，坝体的 渗流实际情况在数值模型中得到了甚为客观的展现，提高了大坝渗流场的计算分析精度，基 本上完整地解决了碾压混凝土坝的渗流建模问题。最后，较详细地进行了一个高102m的大坝 的算例分析。     

高碾压混凝土重力坝的失稳破坏机理和极限承载能力分析

针对碾压混凝土坝的结构和施工特点，采用弹塑性有限元和不等比例降材料强度参数的方法，对高碾压混凝土重力坝的渐进破坏过程、破坏机理和极限承载能力进行了分析计算，结果表明，大坝的破坏失稳表现为沿RCC层面（包括建基面）的剪切滑移，或表现为从坝体下部下游侧RCC本体开始的大面积压剪屈服为主的与沿RCC层面剪切滑移的组合，它取决于大坝的断面形态和RCC层面与块体材料强度的组合情况。因此，在研究评价大坝的稳定安全程度时，除核算沿关键层面（或建基面）的抗滑稳定性外，还应考虑坝践区块体的抗压剪能力。用不等比例降材料强度参数的方法提示了碾压混凝土坝的破坏规律，且结果合理，符合实际。     

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。     

鱼简河RCC拱坝的温度应力仿真分析及温控措施研究

通过对鱼简河拱坝的仿真分析，确定分缝方案和温控措施．研究结果表明，通过分4条缝、掺3％～4％的MgO并在11月至次年5月完成混凝土碾压，只须进行常规的养护而不必采取其他特殊温控措施即可以满足混凝土的抗裂要求，达到快速施工的目的．     

结构缝对高碾压混凝土拱坝地震破坏机理影响的试验研究

为探究结构缝的存在对碾压混凝土拱坝地震破坏机理的影响,在地震模拟系统上进行了拱坝模型动力破坏试验。模型的建立基于弹性力-重力准则,不考虑库水以及坝体-地基相互作用。采用一种新型压电传感器测量模型内部的动态应力,并主动监测模型内部微裂纹的发生和发展过程。横缝的模拟考虑了键槽的影响,诱导缝的模拟基于断裂力学理论。选择模型基频对应的谐波逐级加载来研究拱坝在地震动超载作用下的反应。试验表明,拱坝顶拱的端部与拱冠的破坏均较严重,试验中横缝与诱导缝的先后张开分别释放了拱向端部应力与冠部应力,从而引导了裂纹开裂方向,减轻坝体破坏。通过实际震害与物理模拟的对比验证了试验结果的可靠性,显示本文的物理模拟技术有助于研究结构缝对拱坝地震破坏机理和最终失效模式的影响,可为碾压混凝土拱坝的抗震设计提供科学依据。