混凝土面板堆石坝的幅频反应研究

混凝土面板堆石坝的幅频反应研究迟世春顾淦臣（河海大学水电系，南京，２１００９８）１前言结构的动力设计应尽量避免自振频率接近干扰频率。因此，结构自振特性的研究十分重要。混凝土面板堆石坝属动力非线性结构，坝体的频率在振动过程中是变化的，其自振特性无法通过...     

高面板堆石坝抗震安全评价标准与极限抗震能力研究

针对强震区高面板堆石坝的特点,提出了基于稳定、变形、面板防渗体系安全的高面板坝抗震安全评价和极限抗震能力分析方法,并建议了坝坡抗震稳定、坝体局部动力稳定、坝体地震残余变形、面板防渗体系的抗震安全评价标准。对坝高超过250 m的某高面板堆石坝进行了极限抗震能力分析,根据坝坡稳定性、地震残余变形、单元抗震安全性、面板防渗体系抗震安全性等多角度的评价结果,初步认为,该高面板堆石坝的极限抗震能力为0.50g~0.55g。     

强震区高面板堆石坝静力和动力应力变形性状

采用三维有限单元法对强震区高面板堆石坝在施工填筑、蓄水运行和地震情况下的应力变形性状进行了仿真计算,指出在地震时高面板堆石坝的静力和动力应力变形性状的一般规律,并提出了相应的抗震工程措施。     

混凝土面板堆石坝施工新技术探讨

混凝土面板堆石坝本身具有很多优势，我国在运用混凝土面板堆石坝施工技术的过程中积累了一定的经验，甚至在一些特殊的技术上取得了重大的突破。本文针对混凝土面板堆石坝施工技术现状展开讨论，希望能在一定程度上推动该些技术的进步发展。     

水布垭面板堆石坝填筑施工技术

水布垭面板堆石坝坝高233m，是当今在建的最高面板堆石坝，其施工难度大，工艺复杂，其填筑施工目前尚无先例可依。本文主要介绍在水布垭面板堆石坝各分区填筑施工中的工艺流程，方法和各项技术保证措施。     

超高堆石坝工程设计与技术创新

重点阐述了坝高178 m的天生桥一级面板堆石坝工程实践、坝高261.5 m的糯扎渡心墙堆石坝工程设计和坝高310 m古水堆石坝技术方案,总结了天生桥一级面板堆石坝和糯扎渡心墙堆石坝工程设计特点与技术创新,提出了古水面板堆石坝技术方案研究的内容和方向。     

基于IDA的高面板堆石坝抗震性能评价

抗震性能分析能够有效估计结构在地震作用下的危险性,逐渐成为抗震安全性评价的重要方法,但由于结构的复杂性,该方法在面板堆石坝方面的应用还处于起步阶段。随着强震区大量高面板堆石坝的建设,这些高坝的安全性是必须要考虑的重大问题,因此对大坝进行抗震性能分析至关重要。增量动力分析(IDA)法作为一种抗震性能分析方法,能够全面、深入地分析在不同强度地震作用下结构性能的变化。将IDA法引入到高面板堆石坝安全评价领域,建立了高面板堆石坝地震破坏性能评价方法。根据场地条件选取了15条不同的强震动记录,以地震峰值加速度PGA为地震动参数,采用坝体地震震后变形、坝坡稳定性、面板防渗体安全为抗震性能评价指标,选取合适的性能参数,建议了高面板堆石坝各评价指标的破坏等级划分标准,通过大量非线性有限元计算,得到各性能参数的地震易损性曲线,分析了大坝在不同强度地震作用下发生破坏的概率,成果可为高面板堆石坝抗震性能设计和安全风险评估提供参考和依据。     

水布垭大坝创造世界领先技术

国际大坝委员会专家日前对我国的水布垭大坝进行了全面的技术论证与鉴定，认为“中国面板堆石坝建设水平领先于世界各国的标志性工程，为建设更高面板堆石坝提供了有益经验”。     

面板堆石坝地震反应特性的比较分析

采用等价线性化方法，以洪家渡面板堆石坝为分析对象，进行了三维整体空间有限元与最大断面二维平面有限元的地震响应数值模拟分析，通过比曾二维和三维分析工况下，堆石体的峰值绝对加速度，峰值位移和峰值动剪应力以及面板的峰值动应力，峰值加速度等的分布情况，探讨了河谷条件第三维特性对面板堆石坝地震响应的主要影响，所得结果和结论对面板堆石坝抗震优化设计与分析具有一定的实际参考价值。     

混凝土面板堆石坝的技术进步

随着社会经济速度不断加快,混凝土堆石坝的建设高度不断增加,为了满足现代化建设的需求,对混凝土面板堆石坝的设计与施工越来越高.对于超高混凝土面板堆石坝来说,其设计施工将面临各方面因划素的挑战.近年来,我国混凝土面板堆石坝的施工技术取得显著的成果,自主创新能力不断加强,推动了我国混凝土面板堆石坝的发展与进步.本文将对混凝上面板堆石坝工程建设的技术发展进行分析,了解其关键技术以及计算等方面的技术进步与创新,并对混凝土面板堆石坝的未来发展作出展望.     

响应面法及其在混凝土面板堆石坝可靠度分析中的应用

坝体材料的物理参数和作用于坝体的荷载是随机变量,坝体的应力和变形呈现出不确定性。因此,对混凝土面板堆石坝进行可靠度分析是正确、合理的。由于面板堆石坝构造复杂,堆石材料具有非线性特性,使得这类结构的可靠度分析十分困难。将可靠度计算的响应面法与面板堆石坝应力分析的有限元法相结合分析混凝土面板的可靠度,并导出了有关公式。可靠度计算采用二次响应面法,面板堆石坝应力与变形的计算采用三维非线性有限元法。对一混凝土面板堆石坝,分析了面板的抗裂和抗压可靠度,得出了可靠指标的变化规律。与其他可靠度分析方法相比,该方法在提高计算精度和工作效率方面具有一定的优越性。     

汶川地震余震记录及紫坪铺面板堆石坝余震反应研究

对汶川地震后紫坪铺面板堆石坝台阵余震记录进行了分析,研究实测余震地震动频谱特性等基本特征。选择有代表性的坝址基岩台站记录到的余震地震动作为大坝地震动输入,对紫坪铺大坝进行了三维动力有限元分析,并将计算得到的坝体加速度放大倍数与不同坝高台站的监测数据进行了对比。研究结果表明：实测余震地震动加速度反应谱在短周期部分有一定波动,在周期稍长时随周期增加而衰减,符合地震动反应谱的基本特征;综合实测大坝反应、数值计算结果以及以往实测相关资料,本次紫坪铺大坝余震实测结果反映了土工构筑物反应的一般规律。     

基于混凝土不均匀性面板堆石坝面板损伤分析

将混凝土面板堆石坝中面板混凝土视为宏观上均质、细观上不均匀的材料,结合统计学原理,考虑材料参数分布的随机性,通过二维有限元数值分析,研究了混凝土的弹性模量和抗拉强度随机性对面板堆石坝面板动力损伤分布规律的影响。计算结果表明:不考虑面板混凝土材料参数随机性时,(0.65~0.85)H(H为坝高)处面板顺坡向应力较大,拉损伤主要发生在0.8H(H为坝高)附近的面板处;随着混凝土材料不均匀性增大,发生拉损伤的部位趋于分散,但主要集中在(0.4~0.9)H范围内的面板。因此这部分面板应该是抗震设计的重点区域。采用混凝土弹脆性细观损伤模型,考虑材料参数的随机性,能够直观地阐明混凝土面板的地震破坏过程和损伤分布,便于了解面板薄弱环节,研究成果可以为混凝土面板堆石坝抗震设计提供参考。     

强震区高混凝土面板堆石坝地震残余变形与动力稳定分析

采用三维非线性动力有限元分析方法,针对西部强震区的积石峡水电站工程的高混凝土面板堆石坝,在地震反应分析基础上,应用所建立的分析方法,重点研究了该坝的地震残余变形、坝体单元抗震安全性、面板及坝坡的抗震稳定性,得出了大坝地震残余变形和动力稳定的有关规律和结论,可供工程建设参考。     

混凝土面板堆石坝可靠度计算方法研究

由于混凝土面板堆石坝结构形式和坝体填筑材料物理性质的复杂性,对这类结构进行可靠度分析十分困难,目前国内外关于混凝土面板堆石坝结构可靠度方面的研究尚属罕见。首次提出用结构可靠度分析的响应面法计算混凝土面板堆石坝的可靠度,并导出了相应的计算公式,其中混凝土面板堆石坝的确定性分析采用三维非线性有限元法,可靠度分析采用二次响应面法。结合工程算例,对混凝土面板堆石坝的面板抗裂可靠度进行分析与计算,得到了较好的计算结果。与其它可靠度分析方法相比,本文提出的方法具有使用方便、计算效率高、计算精度好等优点,是对混凝土面板堆石坝进行可靠度分析的好方法,有进一步研究和推广价值。     

岩坡开挖形态对贴坡型堆石坝变形与应力的影响

 为充分利用地形优势并减少坝基开挖量，将混凝土面板堆石坝建于条形山脊上，依天然坡面分别贴岩坡填筑堆石料，使原山体成为坝体一部分，形成贴坡型混凝土面板堆石坝。贴坡型堆石坝在岩坡与堆石料接触部位易产生应力集中，以及下游坝体位移相对较大，易导致下游坝体整体滑动，影响大坝的安全。采用下游岩坡开挖成阶梯形态来改善坝体下游的应力与变形性状，并用有限元法数值分析对坝体下游阶梯型岩坡与直线型岩坡的应力与变形性状进行分析比较。论证坝体下游开挖成阶梯型岩坡替代直线型岩坡的技术合理性，建议贴坡型混凝土面板堆石坝采用下游岩坡开挖成阶梯型更为有利；同时探讨坝体下游坝坡采用阶梯开挖时坡角对坝体应力与变形的影响。     

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。     

世界首次在CFRD面板上施加预应力的试验实践

自上世纪30年代初美国修建世界第一座CFRD以来,已80多年从未有过在CFRD面板上施加预应力的报道。笔者在2008年香港国际CFRD经验交流会上提出,在钢筋混凝土面板上施加预压应力,藉此达到提高抗裂性能、减少钢筋用量,这一创新提议得到与会专家的赞同。经三年多来在葛洲坝集团伊犁水电投资公司、水利部新疆水利厅勘测设计研究院、天津冶金中兴盛达公司及柳州OVM公司的大力支持下,通过斯木塔斯水电站挡水大坝——CFRD面板试验获得成功。本文简要地介绍大坝及施加预应力情况,并在总结实验的基础上提出改正的意见。     

面板堆石坝挤压式边墙的概化数值模型及应用

基于对挤压式边墙实际结构及工作性态分析,从合理性和简单性原则出发,建立了用于面板堆石坝应力位移有限元分析的挤压式边墙概化数值模型。该概化模型由等效板和等效接触面组成,分别采用了线弹性模型和清华接触面弹塑性损伤模型加以描述,其参数易于确定。采用该模型对某面板堆石坝应力变形进行了二三维有限元分析,并与原状模拟分析结果进行了对比。结果表明,概化数值模型能够合理地描述挤压式边墙的实际力学特性,且计算量较小,适用于面板堆石坝的应力变形有限元分析。     

高混凝土面板堆石坝设计理念探讨

在分析天生桥一级和阿瓜密尔帕两座200 m级高混凝土面板堆石坝出现工程问题的原因的基础上,指出目前坝体分区设计原则的不完全性,提出了面板堆石坝坝体分区设计新理念,即坝体分区设计除了遵循料源决定原则,水力过渡原则和开挖料利用原则以外,更要重视变形协调原则,提出了实现变形协调的4个途径,来确保高混凝土面板堆石坝的应力变形性状良好与大坝安全。