附加温度场对高拱坝地质力学模型综合法试验的影响

降强法与超载法相结合的地质力学模型综合法试验是研究高拱坝坝肩及坝基整体稳定性的有效途径,但降强法中的升温降强阶段所产生的附加温度场会对综合法试验的结果产生一定影响。以锦屏一级高拱坝地质力学模型为研究对象,采用数值模拟法研究附加温度场对综合法试验的影响,即运用ANSYS数值计算软件模拟了是否计入附加温度场两种方案。结果表明,附加温度场对综合法试验的坝体、坝肩位移影响的变化率分别为10.13%~16.54%、10.20%~10.99%、对应力影响变化率为0.57%~8.70%,对综合稳定安全度的影响很小,说明附加温度场对综合法模型试验结果的影响较小。     

复杂地质条件下重力坝坝基稳定及失稳机理研究

结合四川涪江武都碾压混凝土重力坝18#和19#两个坝段坝基的地质特征,以及对稳定起控制作用的缓倾角结构面和层间错动带的分布状况,通过三维地质力学模型破坏试验,对武都重力坝18#和19#两个坝段的稳定性进行了研究,获得了大坝与地基变形分布特性,并与有限元计算相结合,对比评价了该工程坝与地基的稳定性.分析了坝基岩体的破坏过程、破坏形态及破坏机理,得出上游坝踵、下游坝趾及地基中的断层是工程薄弱部位的结论,并对上述薄弱环节提出了加固处理建议.     

大坝地质力学模型试验中扬压力模拟方法研究

应用力学分析、数值计算和试验研究等多种方法进行研究,提出用等效荷载模拟扬压力的方法。结合实际工程算例进行数值分析,论证了等效模拟方法的工程适用性,并在大坝地质力学模型试验中应用等效模拟方法,获得了较为合理的试验结果。研究结果表明,扬压力等效模拟方法是一种可行的、合理的试验方法。     

复杂地基上高拱坝坝肩稳定破坏试验研究

大岗山水电站是大渡河干流近期开发的大型水电工程之一,工程主要开发任务是发电,兼有拦沙、防洪、蓄能作用。其坝址区地质构造复杂,两岸坝肩岩脉、断层比较发育,构造型式以小断层、沿岩脉发育的挤压破碎带和节理裂隙为特征。针对大岗山拱坝复杂地质构造特点,采用三维地质力学模型试验中的综合法进行坝肩稳定问题研究,通过超载与降强相结合的地质力学模型破坏试验,研究了拱坝坝肩的变形特性,得到坝肩、坝基失稳的破坏过程和破坏形态,确定坝肩综合稳定安全度为5.0～5.6。     

光纤光栅传感器在重力坝结构模型试验中的应用

在水工结构模型试验研究过程中,主要采用表面位移计、电阻应变片等仪器对坝体的位移和应变、坝基以及抗力体的位移进行测试,而传统的监测仪器难以准确测定模型的内部变形。以某重力坝段为基础,在坝体和坝基分别埋设光纤光栅传感器,对结构模型在超载过程中的内部位移进行监测,并采用位移计、电阻应变片对该物理模型进行了变形监测。通过光纤传感器和位移计对坝体和坝基位移的监测结果比较分析,表明两者在对应部位的监测结果较为一致,证明了光纤光栅传感器在重力坝结构模型试验应用中的可行性,同时试验结果揭示了坝基超载安全系数约为6.0,以及在超载作用条件下的坝基破坏机理。     

碾压混凝土拱坝破坏试验中诱导缝相似模拟研究

以沙牌碾压混凝土拱坝的模型试验为例，运用断裂力学理论，推导出了模型破坏试验中诱导缝模拟的相似条件，得出了在碾压混凝土拱坝破坏试验中，原型与模型拱坝要满足常规结构模型试验的相似关系，同时诱导缝模拟还要满足诱导缝开裂相似条件及诱导缝抗剪断强度相似条件的结论。     

地质力学模型试验中的变位信息监测及其在工程中的应用

地质力学模型试验是研究高拱坝与地基整体稳定安全的重要方法之一。在试验中,通过变位监测可获得大量的模型变位数据,但如何通过这些变位数据来评价高拱坝的稳定安全性还有待研究,特别对于地质力学模型综合法试验还没有形成一套完整的变形稳定分析评价体系。本文首先根据地质力学模型超载法、降强法和综合法三种破坏试验方法的原理和点安全系数基本公式,建立了基于地质力学模型综合法试验的大坝稳定安全系数评定关系式;其次,应用变形突变理论,提出将坝体和坝肩岩体变位曲线中的拐点1作为初裂特征点、拐点2作为大变形特征点,并将各特征点对应的安全系数作为评价高拱坝整体稳定的依据。然后,采用地质力学模型综合法,开展了加固地基条件下锦屏一级高拱坝三维地质力学模型破坏试验,获得了坝与地基的表面变位、坝体应变和结构面内部相对变位的分布特性,并找到变位发展过程曲线中的特征拐点,综合模型破坏形态等分析得出坝肩稳定综合法试验安全度为5.2~6.0。该成果为工程的设计施工和安全运行提供了重要的依据。     

地质力学模型试验中的变位信息监测及其在工程中的应用

地质力学模型综合法试验还没有形成一套完整的基于变位信息监测的稳定分析评价体系。针对这一问题,根据地质力学模型超载法、降强法和综合法3种破坏试验方法的原理和点安全系数基本公式,建立了基于地质力学模型综合法试验的大坝稳定安全系数评定关系式;应用变形突变理论,提出将坝体和坝肩岩体变位曲线中的拐点1作为初裂特征点、拐点2作为大变形特征点,并将各特征点对应的安全系数作为评价高拱坝整体稳定的依据。采用地质力学模型综合法,开展了加固地基条件下锦屏Ⅰ级高拱坝3维地质力学模型破坏试验,获得了坝与地基的表面变位、坝体应变和结构面内部相对变位的分布特性,并找到变位发展过程曲线中的特征拐点,综合模型破坏形态等分析得出坝肩稳定综合法试验安全度为5.2~6.0。该成果为工程的设计施工和安全运行提供了重要的依据。     

瀑布沟大坝基础防渗墙廊道连接型式研究

为了解决瀑布沟水电工程中大坝基础防渗墙与心墙的连接问题，采用非线性有限元方法，分析了瀑布沟大坝基础防渗墙通过廊道与心墙连接的不同构造形式下，坝体和防渗墙的应力应变以及心墙、廊道位移情况。分析表明。廊道高出底面10m，刚性接头、廊道顶部高塑性粘土厚度6m，防渗墙厚度1．2m的构造型式，混凝土防渗墙和心墙应力较小，能满足墙体材料强度要求，且心墙具有足够的抗水力劈裂能力，可作为推荐方案。     

复杂地质条件下拱坝坝肩滑动块体稳定性地质力学模型试验

拱坝坝肩岩体在断层、裂隙、层间剪切带等地质缺陷的作用下形成了不同规模的滑动块体,从而削弱了坝肩岩体的完整性,降低了坝肩岩体的承载能力,影响坝肩的稳定安全。为了分析坝肩滑动块体稳定性,以立洲拱坝工程为例,采用地质力学模型试验,分析两坝肩的地质构造及主要软弱结构面的产状发现,两坝肩存在四种潜在的滑动块体。在此基础上,通过地质力学模型超载法对坝肩岩体进行破坏试验,得到了滑动块体的失稳破坏机理、破坏形态及影响滑动块体稳定的控制因素,为解决类似工程问题提供了参考。