重力坝坝内置换混凝土防渗墙技术探讨

目前国内尚无在混凝土重力坝坝内设置混凝土防渗墙的工程实例.为解决老坝防渗问题,对重力坝坝内置换混凝土防渗墙技术进行探讨,研究了防渗墙墙体材料、厚度、结构布置形式,并分析了置换混凝土防渗墙新老坝体协同工作性能,其结果可供实际工程参考.     

加固后的土石坝中新建防渗墙应力变形分析

用接触单元模拟原始土石坝体和新建防渗墙之间的接触面,利用有限元计算处水位变化对防渗墙应力和变形的影响,并且与不考虑接触单元时的防渗墙上的应力和变形进行了对比分析.文章进一步分析了刚性混凝土防渗墙和塑性混凝土防渗墙上的应力和变形特点,为设计提供一定依据.     

黏土心墙坝加固中混凝土防渗墙应力变形研究

结合某病险黏土心墙土石坝加固所采用的混凝土防渗墙方案,分别按普通刚性墙和三种不同弹性模量塑性墙进行了典型剖面数值模拟,分析了土石坝加固中混凝土防渗墙以及坝体应力变形规律,比较了塑性墙和刚性墙的性能差别,以及塑性混凝土材料对防渗墙应力变形的影响。结果表明:塑性墙的应力分布均匀且压应力、拉应力、剪应力均远小于刚性墙的,塑性墙与坝体的变形协调性良好,而刚性墙与坝体变形相差较大、增加了墙体应力,塑性混凝土防渗墙在应力变形方面明显优于刚性混凝土防渗墙。     

大坝内开槽置换混凝土温度变化影响分析

结合某混凝土坝坝内开槽置换混凝土加固方案,考虑坝体纵缝、坝体不同材料分区、防渗墙分层开挖和浇筑施工方式、新浇筑防渗墙混凝土热学参数随龄期变化、施工工期等因素的影响,进行温度应力评价.研究表明,由于施工范围相对于整个坝体较小,新浇混凝土对坝体整体温度场影响不大,但坝内施工导致坝体温度和应力都发生了一定的变化.     

深覆盖层上壤土心墙土石混合坝三维有限元应力变形分析

在深覆盖层上修建高土石坝,当采用两道混凝土防渗墙时,防渗墙与坝体、坝基的联合作用会使得防渗墙和心墙的应力和变形变得更为复杂。采用稳定渗流有限元分析,确定作用在心墙和防渗墙上的水荷载,建立坝体和坝基的三维有限元模型,采用非线性邓肯-张模型,计算了施工期和运行期坝体应力和变形,分析了深厚覆盖层上采用两道防渗墙的坝体和防渗墙的应力变形特性,评价坝体和混凝土防渗墙的稳定和安全,并提出该类防渗墙的施工建议。     

混凝土防渗墙均质土坝应力变形研究

采用邓肯E-B非线性模型对某采用坝基混凝土防渗墙的均质土坝进行了有限元应力变形分析,并运用中点增量法,进行了施工期和蓄水期的应力变形研究,获得了不同时期坝体的应力和变形分布规律以及混凝土防渗墙与坝基土体之间接触面的应力变形分布特征,为采用坝基混凝土防渗墙的均质土坝设计提供了理论依据.     

深覆盖层上面板堆石坝防渗墙应力变形分析

采用三维非线性有限元方法分析深覆盖层上面板堆石坝防渗墙应力变形特性,覆盖层和坝体材料的本构关系采用邓肯-张E-B模型,在防渗墙和覆盖层之间设置接触摩擦单元以模拟两者之间的相互作用。通过建立的有限元模型分析了坝体分期筑坝、坝体填筑速度以及防渗墙施工顺序对墙体应力变形特性的影响,同时探讨悬挂式防渗墙的应力变形特性。计算结果表明:坝体分期填筑对防渗墙的应力变形特性影响较小;较快的施工速度将引起坝体竣工期防渗墙较大的应力变形,其中拉应力达到3 MPa,顺河向变形达到15 cm;防渗墙靠后的施工顺序可以使运行期防渗墙拉应力减小2.42 MPa,顺河向变形减小达85%;悬挂式防渗墙贯入深度越小,其应力变形特性越趋于安全稳定。     

堆石坝心墙内增设加固防渗墙的结构特性研究

某高心墙堆石坝的心墙发生渗漏后,设计人员考虑在心墙内沿坝轴线方向增设一道塑性混凝土防渗墙进行防渗加固。对加固后的坝体及防渗墙进行了三维有限元计算,分析实际加固施工和蓄水过程中坝体及防渗墙的应力应变特性以及墙体与相邻土料的变形协调情况。计算结果表明,水位变化使防渗墙产生顺河向水平挠度,是引起坝体及防渗墙变形的主要原因,但对坝体的应力影响不大;坝轴线中部的防渗墙是薄弱环节,设计时应加强其抗弯性能;防渗墙与相邻心墙土料的相对位移值在允许范围内。     

深覆盖层面板堆石坝连接板长度敏感性分析

为协调混凝土防渗墙与趾板间的不均匀变形,修建于深厚覆盖层上的面板堆石坝通常在防渗墙与趾板间设置连接板,而连接板长度的确定则是工程设计中的重要技术问题之一。为揭示连接板长度对面板堆石坝工作性态的影响规律,结合实际工程,通过建立不同连接板长度的面板堆石坝坝体－地基系统有限元计算模型,进而开展系列非线性有限元分析,结果表明连接板长度增加对堆石坝体及面板应力变形影响较小,对竣工期防渗墙的应力变形有利,对蓄水期防渗墙的应力变形不利,可明显降低防渗墙与连接板接缝的切向错动。     

混凝土面板堆石坝地基防渗墙塑性损伤数值分析

在坝体填筑和水库蓄水作用下,防渗墙工作和受力条件复杂,可能产生塑性应变和墙体开裂。本文结合实测资料和数值分析,研究面板堆石坝深覆盖层地基防渗墙的应力变形和损伤特性。在基于实测资料分析防渗墙应力变形特性的基础上,采用混凝土塑性损伤模型,建立防渗墙应力变形及损伤特性的三维数值计算模型。数值模型考虑坝体和地基渗流-应力耦合效应及墙体与覆盖层的接触效应,真实模拟坝体填筑和水库蓄水过程。在采用实测资料验证数值计算结果的基础上,结合实测和数值结果深入分析了面板堆石坝防渗墙的受力机制及其应力变形和损伤开裂特性,讨论了防渗墙位置、材料、坝体和地基渗流-应力耦合作用对墙体力学特性的影响。研究结果对面板堆石坝防渗墙建设和结构安全控制具有一定的指导意义。