高混凝土面板堆石坝地震损伤机理研究

以紫坪铺面板堆石坝为例,基于堆石料的黏弹性模型和地震残余应变模型计算分析了高混凝土面板堆石坝的地震响应,并结合震害调查结果分析了高混凝土面板堆石坝的地震损伤机理。研究表明,输入地震加速度在坝顶附近和坝坡表面显著放大,呈现出显著的鞭梢效应,导致坝顶和下游坝坡上部堆石体松动滚落。地震导致大坝堆石体产生显著剪缩,坝体断面整体向内收缩,刚性混凝土面板与垫层料之间脱空,脱空后面板与垫层料之间的摩擦力大幅减小甚至消失,面板在自重和地震惯性力联合作用下向下滑动,致使面板水平施工缝发生错台,面板表面产生裂缝。地震还导致岸坡附近左右坝段堆石体向河谷中央位移,致使岸坡附近面板垂直接缝发生拉伸破坏,河床中部垂直接缝及附近混凝土面板发生挤压破坏。数值计算和震害调查结果均表明,高混凝土面板堆石坝的地震损伤现象主要与其堆石体地震残余变过大,以及堆石体与防渗系统之间变形不协调密切相关,故强震区修建高面板坝应尽可能提高堆石体压实密度,以减小坝体的地震残余变形。     

300m级超高面板堆石坝变形规律的研究

采用三维有限元数值分析方法研究了300m级超高混凝土面板堆石坝的变形规律。指出坝体分区、筑坝材料特性特别是流变特性是影响超高面板堆石坝变形性状的主要因素,要重视超高面板堆石坝上游部分坝体变形的鼓肚现象。建议了合理选择筑坝材料,适当提高下游堆石区填筑标准、全断面均衡填筑、上部1/3左右坝体采用变形模量较高的坝料,待坝体变形基本趋于稳定才浇筑面板以及考虑设置面板永久水平缝等工程措施来改善超高面板堆石坝的应力变形性状。     

锚固面板堆石坝的构筑方法及其稳定性分析

面板堆石坝是一种常见的挡水构筑物。在堆石填筑技术的基础上,通过堆石体中布设预应力锚索和下游坝坡增设钢筋混凝土框架网,将锚索分别与上游坝坡面板和下游坝坡框架锚固起来,提出了一种堆石体与锚固体协同工作、增强稳定性、减少填筑体的新型坝体结构——锚固面板堆石坝。阐述了锚固面板堆石坝的构筑方法,应用邓肯—张E-B模型的有限元数值方法,比较分析了堆石坝有、无预应力锚索加固条件下的变形特征及稳定性。分析表明锚固面板可以提高坝体的稳定性、缩短坝体底宽、减少填筑工程量,获得了经济效益。     

洪家渡200m级高面板堆石坝变形控制技术

针对已建200 m级高面板堆石坝出现的问题,结合洪家渡坝工程特点,开展了坝体变形特性及控制技术研究。探讨了200 m高坝变形规律与特点,从筑坝材料选择、堆石结构分区及填筑施工等方面进行坝体变形控制,提出了堆石预沉降控制量化指标,提高堆石压实度、坝内陡边坡整形与设增模碾压区、填筑施工总体平衡上升等变形控制集成技术,并应用于洪家渡坝,取得了坝体变形小、面板无结构性裂缝和坝体渗漏量小的良好效果。     

高心墙堆石坝填筑标准的试验研究

近期建成的几座高心墙堆石坝的监测资料表明,坝体的分区变形协调性并没有达到设计目标。为此,结合建设中的长河坝300m级心墙堆石坝,开展了坝壳料的室内和现场大型相对密度试验,得到了相应的相对密度指标,并对各分区的填筑标准进行了讨论。结果表明:①由于级配为较好的分形分布、压实性优良,现场堆石区的填筑平均孔隙率达到19%,优于21%的设计指标,但相对密度仅为0.65;②根据规范要求设计的反滤2区、过渡区和堆石区的填筑相对密度在0.96～0.65之间,其压实程度存在明显差异,不易保证坝体各分区的变形协调;③采用与现场压实功能相匹配的室内相对密度试验技术,可解决高心墙坝的反滤料或面板坝的垫层料相对密度大于1的问题;④高坝堆石体的变形控制设计,需要考虑级配效应的影响,宜采用孔隙率和相对密度双控填筑指标。结论可为高堆石坝的设计与建设提供参考。     

CSG坝筑坝材料特性与抗荷载能力研究

胶凝砂砾石坝(CSG)是介于混凝土面板堆石坝(CFRD)和碾压混凝土重力坝(RCC)之间的一种新坝型。其显著的特点是:胶凝材料用量少,对筑坝材料要求低,坝体和地基受力条件好,是一种环保性能、力学和大坝安全性能都很有竞争力的新筑坝技术。通过福建省龙岩白沙大坝、宁德洪口大坝的围堰以及尤溪街面大坝围堰等3个工程,对CSG坝的筑坝材料和抗荷载能力进行分析研究,并在街面工程的下游围堰进行局部CSG坝的工程实践。研究表明:CSG坝的水泥用量约为RCC重力坝的42.9%～49.1%左右,大坝断面可较CFRD坝减少100%,大坝位移量与RCC坝相当,而只有CFRD坝的1/20～1/10。不仅如此,CSG坝体受力条件明显改善,竣工期与运行期坝体内应力变化不大,大坝抗震能力明显增强。     

砂砾石面板坝关键技术研究

利用自行研制的高压大型渗透-固结仪,对原级配砂砾石料的渗透稳定性、内部冲蚀变形以及垫层料、过渡区、主堆石区和排水体之间的渗透稳定性关系进行了较为深入系统的研究,得出了若干有意义的结论。此外,还介绍了我们研制成功的新型面板周边逢双金属波纹止水结构。最后,总结了我们在工程实践中摸索出的一套在寒冷、干旱和多风地区有效减少混凝土面板裂缝,提高坝体填筑质量,加快施工进度的工程措施。以上研究成果对提高我国高砂砾石面板坝的建设水平具有较为重要的指导意义。     

基于堆石体二元介质模型的面板坝数值计算

 对于高面板堆石坝而言,在高应力场作用下堆石颗粒破碎明显,从而导致坝体变形率增加,因此在数值计算中必须考虑颗粒破碎的影响,传统的堆石体本构模型由于不能合理反映颗粒破碎的影响,导致计算变形与实测变形差别较大。天生桥面板堆石坝为我国已建工程中同类坝型的第一座200 m级高坝,具有丰富的原型观测资料,在基于考虑堆石体颗粒破碎的二元介质模型的基础上,采用平面有限元分析坝体的应力变形性状,并与实测结果进行了对比分析,结果表明：考虑颗粒破碎后,坝料的剪胀量将会减小,剪缩量相应增大,建议模型的计算结果定性上更加精确,定量上也更为合理,可以更好地反映面板坝尤其是高面板坝的应力变形特性。     

浅析曼过龙水库除险加固大坝防渗墙技术

曼过龙水库位于勐腊县勐捧镇的西南方向,与勐腊县相距65km,其除险加固大坝的具体坐标为东经101°09′55”、北纬21°24′10”.曼过龙水库始建于1996年末,建设过程耗时一年,1997年开始进行蓄水.曼过龙水库属于小型水库,其总库容为101.7万m2.大坝坝体采用防渗墙技术进行除险加固处理,防渗底界应伸入基岩1m,两岸端点应与最高库水位等高的地下水位衔接.大坝无需培厚,上游坝坡坡面覆盖混凝土预制盖板,下游坝坡采用草皮护坡,后坝坡坡脚处设置有排水装置.曼过龙水库除险加固大坝防渗墙技术施工流程简便、施工效果良好.     

浅谈街面水电站大坝挤压边墙混凝土施工

挤压混凝土边墙技术,是混凝土面板堆石坝上游坡面施工的新方法。边墙挤压施工技术是利用边墙挤压机,使经试验确定的坍落度几乎为零的干贫性混凝土,在垫层料上游坡面边缘逐层形成一道小墙。本文以街面水电站大坝混凝土施工实例,探讨挤压混凝土边墙施工的有效性。     

青墩水库大坝液化处理方案比选

青墩水库位于山东省诸城市皇华镇青墩子村南,由主坝、副坝、溢洪道、放水洞、水电站和管理生活设施组成,自1958年建成以来,在防洪、供水、灌溉等方面发挥了巨大的作用。水库处于地震基本烈度Ⅶ度区,经判别,上游坝壳和下游坝壳均存在液化问题,严重影响到了水库的优势发挥,需要采取工程处理措施。文章根据工程实际情况,针对坝体液化问题拟定了翻压和加料振冲密实法两个加固方案并进行对比选择,提出了翻压加固结合风化料和抛石压重方案。处理后的大坝安全性能得到了提高。     

混凝土面板滑模设计

正1工程概况云南省牛栏江—滇池补水工程德泽水库枢纽工程大坝为混凝土面板堆石坝,水库最大库容为4. 48亿m~3,为大(2)型水库。大坝最大坝高142m。大坝上游坝坡坡比1∶1. 4,面板顶部厚度为0. 3m,渐变至面板底部,底部最大厚度为0. 8m。面板垂直缝间距为8,12m,共分41块,最大斜长239m。面板采用C30W12 F100二级配混凝土,面板采用单层双向配筋。     

水布垭面板堆石坝施工与运行性状反演研究

 利用水布垭大坝建设阶段堆石料的现场大型试验成果,以及施工期、蓄水运行期原型大坝的实际变形监测资料,采用免疫遗传算法反演得到堆石的邓肯E-B模型参数和增量流变模型参数;对施工期面板的脱空现象、初蓄水时和蓄水运行期大坝的结构性态进行验证分析;大坝长期运行特性的计算预测结果表明,大坝结构运行是安全的,我国200 m级面板坝的筑坝技术已日趋成熟。但是,由于水荷载作用下面板下卧堆石应力增长,使得蓄水运行期大坝上游堆石区的流变增加更为明显,导致面板出现挤压现象,需要引起重视。     

垫层料冻融循环强度特性试验研究

面板坝垫层料的冻融循环会影响垫层材料的强度变化,影响坝体的正常使用。为探索寒区面板坝垫层料的冻融规律,采用改进的单向固结装置,针对不同冻融次数、相对密度、初始含水率的垫层料进行了冻融循环试验。结果表明:摩擦角随冻融次数的增大而逐渐增大并趋于稳定,粘聚力随冻融次数增加没明显变化;摩擦角随初始含水率的增大而逐渐减小,随相对密度的增大逐渐增大;定义了摩擦因素系数,拟合了摩擦因素系数和摩擦角之间的关系曲线。     

张河湾电站上水库坝体垫层料碾压试验研究

水库坝体垫层料的压实质量是控制坝体稳定、沉降变形和防止面板裂缝的关键,为保证张河湾水库坝体垫层料的质量,施工前需进行垫层料的现场碾压试验。通过现场碾压试验,了解影响垫层料压实质量的因素,确定最佳碾压参数,为坝体垫层料的施工提供了科学依据。     

关于在面板堆石坝采用冲碾压实技术的探讨

高面板堆石坝堆石体密实度是影响坝体变形的主要因素,目前的振动碾碾压技术已不能将堆石体密实度进一步提高,而冲碾压实技术可以提高堆石的密实度,并可极大提高碾压速度.本文对冲碾技术在面板坝施工中的采用进行了研究和探讨,提出该技术是改进面板堆石坝坝体变形和施工技术的新途径的新思路.     

用土工膜做混凝土面板堆石坝垫层防护层的现场试验

<正> 一、前言混凝土面板堆石坝施工期安全渡汛是一个非常重要的技术问题。其技术关键,一个是坝坡面板垫层的防护,另一个是坝体的渗透稳定。本文就前一个问题,结合西北口混凝土面板堆石坝工程要求,在试验坝坝坡上(见图1),对用土工膜做面板垫层防护层的可能性,进行了大规模的现场试验。     

面板堆石坝性状的初步统计分析

在很多情况下面板堆石坝已经成为优选坝型,但其设计很大程度上仍然依赖于工程经验。目前很少有文献基于大量工程实例数据对面板堆石坝的性状展开研究。收集和统计过去50 a已建的87个面板堆石坝的建设信息和性状监测记录,从统计学的角度分析面板坝性状特征。基于工程实测数据对填筑完工后坝顶沉降、面板挠度和应力、竣工时坝体最大沉降进行统计分析和规律总结。重点讨论了堆石母岩饱和状态抗压强度、地基特性、河谷形状和渗流对大坝性状的影响。结果可以进一步加强对面板堆石坝性状的深入理解,同时为面板堆石坝的设计、施工和运行管理提供指导和参考。     

坝坡地震永久变形分析

结合大坝工程实例,根据堆石料的大型动三轴试验结果,确定了坝料的残余体应变和残余剪应变模式,特别是非饱和料的残余体应变模式.在所建立的面板坝三维非线性动力反应有限元法基础上,结合孔隙水压力扩散和消散的计算,建立了一套同时计入残余体应变和残余剪应变的面板堆石坝地震永久变形的计算方法.最后,结合案例进行了地震永久变形的计算,分析了坝体地震永久变形的量值和分布情况,为大坝的抗震设计提供了有力的技术依据.     

堆石试验背景下混凝土面板堆石高坝设计要点分析

随着时代的进步和社会经济的发展,近些年来,国际上修建了诸多的混凝土面板堆石坝,这些混凝土面板堆石坝在应用过程中,面板结构性裂缝普遍出现,部分坝结构性裂缝有着较大的宽度,并且还流失了大量的垫层料。这主要是没有做好混凝土面板堆石高坝的设计工作,在施工过程中出现了问题,需要引起人们足够的重视。本文简要分析了堆石试验背景下混凝土面板堆石高坝设计要点,希望可以提供一些有价值的参考意见。