高面板坝全寿命周期变形控制方法及应用

高面板坝的变形对面板的安全运行有着特别重要的影响，国内外已建的高面板坝工程中，因坝体变形大导致防渗面板挤压破损，坝体渗漏量大的实例较多，不得不降低水库水位进行修复处理，造成较大的经济损失乃至给大坝的长期运行留下安全隐患。通过发生挤压破损的实例分析，发现变形控制缺乏系统性是发生面板挤压破损的主要因素，为预防面板破损，系统提出了“控制坝体总变形，转化有害变形，适应纵向变形”的坝体变形控制方法，并在使用软硬岩混合料筑坝的董箐面板堆石坝中得到的应用，取得了良好效果，该工程运行至今达十余年，未见面板有挤压破损迹象，该方法对建设200 m以上乃至300 m级超高面板坝具有重要借鉴意义。     

周期性隔震基础的优化设计与试验验证

周期性隔震基础是利用周期性结构的衰减域特性,将地震动与上部结构自振频率接近的频率范围内的能量衰减,从而控制上部结构响应的新型隔震装置。周期性基础的隔震性能受到多方面因素的影响,包括局域共振子的调谐频率比、质量比、阻尼比、基体的刚度、上部结构与基础的相互作用以及地震动的频谱特性等。目前尚未有研究综合考虑上述因素的影响并提出周期性基础的设计方法。提出以一组地震动作用下上部结构峰值响应衰减率的平均值为目标函数,对周期性基础进行优化的设计方法。计算结果表明,按照该优化方法得到的周期性基础对上部结构在选取的44条地震动作用下,峰值响应的平均衰减率达30%。参数敏感性分析表明,优化设计得到的周期性基础对于自身参数的变化具有良好的鲁棒性。最后利用缩尺振动台试验验证了优化设计得到的周期性基础的隔震性能,证明了优化方法的有效性和优化结果的正确性。     

水电站大型竖井施工安全风险控制措施研究

竖井是大型水电工程中广泛采用的重要建筑物,但竖井的传统施工方法存在施工程序复杂、人工劳动强度大、施工效率不高等特点,同时还存在较大的安全风险。通过对杨房沟水电站大型竖井施工过程的研究,总结出精细化控制爆破、小溜渣井施工方式,同时也设计了一套用于运输的综合提升系统。采用上述创新方法不仅减少了繁琐的施工程序,降低了安全施工风险,而且大量采用机械化手段进一步提高了施工效率,确保了该工程竖井施工的安全风险可控。相关措施可为类似工程的竖井施工提供较好的借鉴作用。     

大坝服役非概率可靠性分析方法

针对大坝服役可靠性影响因子具有非概率不确定特征的情况,建立了定量刻画大坝服役可靠性非概率影响因子的Info-gap模型,运用Info-gap决策理论和体积比非概率可靠性度量方法,提出了大坝服役非概率可靠性分析方法,拟定了大坝服役非概率目标可靠度。应用提出的非概率方法分析了某大坝结构服役可靠性,各功能模式可靠性分析结果说明了该方法的工程适用性,同时也验证了所拟定大坝服役非概率目标可靠度的合理性。     

太平湾大坝过渡区及左岸挡水坝段水平变形差分析

针对低温季节太平湾大坝过渡区及左岸挡水坝段出现的变形差问题,以实测位移量为基础,结合坝体结构布置和运行环境等展开研究,初步认为随着挡水坝高度向左岸降低,静水压力逐渐减弱和坝体温度梯度分布发生改变是坝体产生相异变形的两个主要影响因素,但目前坝体尚处于弹性变形范围。该研究成果不仅对指导大坝安全运行具有积极意义,还可为今后进一步深入研究提供思路和技术借鉴。     

基于SSM框架的大坝监测数据管理系统设计

针对目前大坝安全监测存在数据不能实时计算分析、展示,长期运行产生的大量数据主要靠人工整编且易出错等问题,结合现代信息化技术手段,以Java作为服务开发语言,设计了基于Spring+SpringMVC+Mybatis(SSM)框架的大坝安全监测数据管理平台,用于大坝监测数据的管理和分析,实现数据采集、存储、查询、计算分析、绘图、生成报表报告、实时监控及远程展示等功能,同时亦为监测仪器管理提供了可视化界面,方便仪器管理。结果表明,基于SSM框架的大坝安全监测数据管理系统实时反馈效果好,操作便捷,数据存取性能好、可视化程度高,便于大坝监测数据的管理与实时分析,为大坝安全运行与决策提供支撑。     

特高砂砾石面板坝流变效应及面板防裂措施

针对高面板坝后期变形导致的面板破坏问题,采用大型室内试验测定了大石峡筑坝料流变力学特性,重点研究了后期流变效应对坝体、防渗体应力变形的影响。评估了各期面板浇筑前坝体沉降速率,复核了面板浇筑前预沉降时间的合理性。研究结果表明,该坝各期面板浇筑前设置的预沉降期可将坝顶沉降率控制在5mm/月以内。大坝蓄水运行后面板应力,尤其是轴向应力,较初次蓄水增加明显,存在挤压破坏的风险。论证了在面板受压区设置柔性缝的面板应力改善措施,结果表明该工程措施对削减面板轴向压应力效果明显。总体上,250m级的特高砂砾石面板坝坝体和防渗体应力变形能满足安全控制要求,通过合理的工程措施可保证大坝施工与运行安全。     

Thermomechanical nonlinear analysis of axially compressed carbon nanotube-reinforced composite cylindrical panels resting on elastic foundations with tangentially restrained edges

Buckling, postbuckling, and nonlinear responses of composite cylindrical panels reinforced by single-walled carbon nanotubes (CNTs), supported by an elastic foundation, exposed to elevated temperature and axially compressed by uniform load are investigated in this article. Distribution of CNTs is uniform or graded in the thickness direction and the effective properties of CNT-reinforced composite are assumed to be temperature dependent, and are estimated by extended rule of mixture through a micromechanical model. Governing equations are established based on thin shell theory taking von Kármán–Donnell nonlinearity, initial geometrical imperfection, Pasternak-type elastic foundation and tangential elastic constraints of boundary edges into consideration. Approximate solutions of deflection and stress functions are assumed to satisfy simply supported boundary conditions, and Galerkin method is applied to derive explicit expressions of load–deflection relation from which critical buckling loads can be obtained. Unlike works in the literature, the present study accounts for elasticity of tangential restraint of two unloaded straight edges in model of cylindrical panel. The study also gives conditions for which bifurcation type buckling response can occur and novel findings in numerical examples.     

雨林地区米拉多铜矿排土场碾压堆石坝施工技术

随着社会经济的发展，如何合理、有序、经济、环保地处理弃土弃渣已成为强降雨地区土石方项目亟需解决的问题。而对于雨林地区土石方工程往往需要布设大面积的排土场进行弃土弃渣，弃土弃渣存在“量大、集中”等特点。为保证弃土有效容量，排土场往往设置在沟谷中，雨林地区排土场如何保证地基处理、渗流层施工、分层填筑碾压是坝体施工质量控制的关键所在。以厄瓜多尔米拉多铜矿采矿工业场地工程项目为例，该项目存在土石方开挖工程量大，项目面临雨季长、高雨频等突出气候特点。项目排土场设计为碾压堆石坝，坝体整体高度84.8 m，坝体填筑石方达27.8万m3。简要介绍了该工程1 095 m排土场坝体施工的特点和难点，叙述坝体施工过程中采取的主要关键技术，为类似的工程施工提供借鉴。     

基于MSA的土石坝群体地震易损性研究

针对地震发生后亟需对土石坝群体震害进行快速评估的问题,基于统计数据和MSA方法,提出了土石坝群体震害易损性分析方法。通过分析土石坝群体震害数据,对震损大坝进行等级划分,结合地震破坏损失比和破坏比建立土石坝地震易损性矩阵。并引入MSA方法,建立土石坝群体震害易损性评估模型,计算出四种烈度下易损性参数及易损性曲线和概率,为土石坝群体震害快速评估提供了依据。