沥青混凝土心墙坝应力变形及水力劈裂研究

采用三维非线性有限元法对新疆某沥青混凝土心墙堆石坝进行了应力变形分析,计算中采用邓肯E-B模型作为坝体及心墙的本构模型,对大坝施工和蓄水过程进行了模拟,并采用线弹性断裂力学方法对沥青混凝土心墙是否会发生水力劈裂破坏进行了判定分析。计算结果表明,坝体和心墙应力变形均处在合理范围之内,但心墙中存在一定的拱效应,需要研究其发生水力劈裂的风险。基于线弹性断裂力学理论建立了沥青混凝土心墙水力劈裂判定准则,并在可能开裂处预设裂纹进行水力劈裂判定,结果表明,该裂纹尚不能扩展,沥青混凝土心墙不会发生水力劈裂破坏。     

当前沥青混凝土防渗土石坝建设中若干问题的探讨

结合室内试验研究资料、大坝原型监测资料和大坝变形应力计算成果,对当前沥青混凝土防渗土石坝建设当中存在的若干问题进行研究.文中分析了水工沥青混凝土防渗材料试件成型方法、加载速率和温度等合理的试验条件;指出现有土石坝设计规范中关于沥青混凝土心墙的静止侧压力系数K.规定存在的问题;结合沥青混凝土材料的力学特性,分析心墙拱效应与大坝分区设计的相关关系,并对其质量控制标准的不足进行了探讨,提出了建议.     

沥青混凝土心墙施工质量控制

沥青混凝土心墙质量控制涉及沥青混凝土原材料检测、沥青混合料的制备和心墙施工工艺等方面。本文对沥青心墙施工过程的各个环节进行研究,制定合理的施工方法。对每个环节严格控制,再利用试验方法,对施工过程进行严格检测。确保沥青混凝土心墙的施工质量。     

超高心墙堆石坝拱效应分析

心墙拱效应会降低心墙竖向应力,诱发水平裂缝,从而产生水力劈裂,危害大坝安全,这在超高心墙堆石坝中尤为显著。以某300 m级高心墙堆石坝为研究对象,通过实测资料和有限元计算分析了坝体应力沉降规律,探讨了坝体材料对心墙拱效应影响状况及土拱作用较强的部位,进而评估了因拱效应导致水力劈裂的可能性和心墙应力传递随高程的折减情况。研究表明,心墙最大沉降的计算值略低于实测统计值,坝体内部没有出现拉应力;心墙坝基处下游部位拱效应影响较大,坝基以上部位心墙坝轴线处拱效应明显,基本不会因拱效应影响导致出现水力劈裂;拱效应受心墙与坝壳变形模量比和心墙泊松比影响较大;780 m高程以上部位土拱作用明显,导致上部应力向下传递的折减较大。     

糯扎渡高心墙堆石坝心墙砾石土料变形参数反演分析

采用室内中型三轴试验和现场碾压载荷试验对糯扎渡高心墙堆石坝心墙砾石土料的变形特性进行了研究。试验结果表明，采用掺入35％花岗岩碎石的风化混合土料作为心墙防渗土料是合适的，掺入的碎石料可显著提高心墙土料的变形模量，这对减少心墙和堆石体的不均匀沉降和拱效应，防止心墙发生水力劈裂是十分有益的。对现场载荷试验进行了基于神经网络和演化算法的位移反演分析，在有限元计算中提出了通过给定加载函数初始值来描述坝料由碾压过程所致的初始超固结状态的方法。研究结果表明，对糯扎渡心墙砾石土料，由室内三轴试验和现场载荷试验得到的变形特性基本一致。     

沥青混凝土心墙与过渡层变形协调性及防渗的影响研究

采用三维有限元法对云南省某沥青混凝土心墙均质坝进行了心墙与两侧过渡层变形协调性的数值模拟分析,研究心墙的厚度对坝体防渗影响的变化规律。计算中坝体和心墙的本构模型采用邓肯张E-B模型,对不同厚度的心墙分别进行了模拟计算,并对比其相互之间的变形协调规律及心墙的防渗效果。计算结果显示,心墙厚度在0.3 m、0.4 m和0.5 m条件下,大部分水平位移满足变形协调性,顺河向水平位移值随着心墙厚度的增加而变大,拱效应越明显,说明对心墙水平位移越不利。心墙与过渡层的沉降随着高程的增加而变大,并且随着心墙厚度的增加,沉降的最大值随之减小。相对两侧的过渡层而言,心墙上部沉降小,底部沉降大,整个心墙在高度方向上有"被拉伸"的现象,这就为心墙产生拱效应提供了必要条件。心墙以受压应力为主,通过验算,并未发生水力劈裂破坏。坝体加入沥青混凝土心墙后,浸润线明显降低,防渗效果好,并且渗流量随着心墙厚度的增加而减小。     

高沥青混凝土心墙坝抗震安全评估研究进展

山区水库大坝建设是西部地区未来很长一段时间内重大基建工程的关键组成部分，也是开发水能资源、实现水资源合理配置与有效调控的重要措施。但受西部地区地震频发和运行环境复杂的影响，这些山区水库大坝的建设和长期安全保障面临着严峻的挑战。高沥青混凝土心墙坝作为山区水库大坝的主力坝型之一，其生命周期内的抗震安全尤显重要。本文全面评述了近年来国内外高沥青混凝土心墙坝抗震安全评估的发展现状，详细分析了目前高沥青混凝土心墙坝抗震安全研究中存在的问题，主要内容包括：沥青混凝土非线性动力本构模型、堆石料与沥青混凝土心墙接触面、沥青混凝土心墙与混凝土基座接触面本构模型，高沥青混凝土心墙坝-地基相互作用体系及抗震安全评估等内容。总结了高沥青混凝土心墙坝抗震安全评价理论与方法的发展方向，阐述了高沥青混凝土心墙坝抗震安全评估研究今后的发展趋势和关键科学问题，明确了重点研究方向，为国家重大工程建设和可持续发展相关决策提供参考。     

新疆石门水电站碾压式沥青混凝土心墙快速施工质量控制技术

新疆石门水电站碾压式沥青混凝土心墙砂砾石坝是我国北方高寒地区同类型沥青混凝土心墙第一高坝。本文就通过对原材料选择、成品骨料质量控制,沥青混凝土设备选型和沥青混合料质量检测,沥青混凝土从拌和至施工过程温度跟踪检测质量控制、现场施工质量控制和检测等措施实现了沥青混凝土心墙快速施工过程中质量的有效控制,经过蓄水后两年多的安全运行监测,大坝的沉降变形小,防渗效果非常明显,从而证实了快速施工过程中各环节质量控制措施的有效性和可行性,值得同类工程借鉴参考。     

沥青混凝土心墙砂砾石坝耐震时程法性能评估

为研究耐震时程分析法在沥青混凝土心墙砂砾石坝抗震性能评估中的适用性,以典型百米级沥青混凝土心墙砂砾石坝为研究对象,基于目标反应谱优化合成的4条耐震加速度时程曲线作为地震动输入,同时选取10条实测地震动进行增量动力分析,对比研究该沥青混凝土心墙砂砾石坝在不同强度地震作用下的坝顶加速度、动位移、相对震陷率等动力响应指标。结果表明：耐震时程分析法能较好预测沥青混凝土心墙砂砾石坝在不同强度地震作用下的动力响应,其结果处于增量动力分析结果的包络线之内,有效避免了多次调幅计算,提高了计算效率,能为我国西部沥青混凝土心墙砂砾石坝的抗震性能评估提供更高效可行的新方法。     

冶勒水电站沥青混凝土心墙防渗性能的试验研究

本试验侧重于沥青混凝土的防渗性能研究。重点研究了沥青混凝土在施加不同荷载水平条件下的变形性能与防渗性能,通过试验论证了采用沥青混凝土作为堆石坝防渗心墙材料的可行性。成果为已开工的冶勒水电站大坝的设计和施工提供了重要的参考依据。