高拱坝典型拱圈结构模型试验研究与有限元计算分析

某高拱坝坝高、库大,坝址区地质条件较为复杂。该坝体所受到的应力和产生的变形都直接影响到大坝的安全。针对该拱坝地质构造复杂程度较为突出的典型高程拱圈,以结构模型试验为主要研究手段,结合有限元计算,分析了该拱圈在正常工况下的应力和位移分布情况。试验得出:该拱圈的最大压应力出现在左拱端下游面,最大拉应力出现在左半拱端下游面中部,应力值满足规范要求,但呈现出一定的不对称性;两拱端径向和切向变位存在一定的差异,左拱端位移较右拱端大。有限元计算中对左岸增设了垫座进行加固,并计算得出最大压应力位于左岸坝体和垫座交角处,最大拉应力位于垫座上游面;最大顺河向位移位于拱冠梁附近,左岸的顺河向位移明显大于右岸。有限元计算得出的应力与位移分布规律及试验成果相似,两者互为补充。采用垫座加固后的拱圈应力和位移得到了一定程度的改善。鉴于该拱坝左右岸存在的软弱结构面对坝体应力及稳定性存在一定的影响,且因左右岸应力和位移分布呈现出一定的不对称性,建议对坝肩主要结构面采取一定的加固处理措施以确保工程的安全。     

渡口坝坝肩采空区置换措施及加固效果研究

梅溪河渡口坝坝址处贯通于坝基砂岩中的煤层采空区是影响拱坝坝肩稳定的突出问题。为确定采空区开挖置换混凝土的深度,采用有限元分析方法,取正常蓄水位+温降时采空区置换50 m、80 m1、00 m和无置换的情况,对渡口坝坝体及基岩应力应变特性进行了计算分析,给出了各自的应力和位移分布,并开展相应处理方案的超载稳定计算分析。对比分析表明,坝肩煤层采空区对坝肩变位和应力分布影响显著,必需采取置换措施。与无置换时相关数据进行对比,置换深度达到80 m时,坝体蓄水期总体变形规律明显改善,上游坝面拉应力极值显著减小,坝体与坝基超载能力提高,满足设计要求。     

小湾拱坝1170 m高程坝肩加固方案研究

采用非线性有限元法，对小湾拱坝典型剖面1170m高程平切面的加固方案从坝体变位、坝肩岩体应力、坝肩超载安全系数、置换区分载能力四个方面进行研究分析，评价1170m高程加固方案的效果。研究结果表明。对小湾拱坝典型剖面1170 m高程存在的断层破碎带和蚀变带等地质缺陷，采取用混凝土置换的加固措施，形成了右坝肩纵横交错的“扁担”式混凝土支撑框架、左坝肩“口”字形的混凝土支撑框架加固方案，能够有效提高坝肩的承载能力。     

小湾拱坝坝肩加固方案研究

采用非线性有限元法,对小湾拱坝典型剖面1210m高程平切面的加固方案从坝体变位、坝肩岩体应力、坝肩超载安全系数、置换区分载能力四个方面进行研究分析,评价加固方案的效果。研究结果表明,小湾拱坝典型剖面1210m高程右坝肩采用“扁担”式混凝土支撑框架、左坝肩采用传力框架 混凝土置换的加固方案能够有效地提高坝肩的承载能力。     

天然地基与加固地基条件下拱坝模型破坏试验研究

位于云南澜沧江上的小湾水电站拱坝为目前世界同类型坝中最高的一座。坝址具备修建高拱坝的优越地形条件,但其地质条件复杂,左右坝肩抗力体内存在部分地质缺陷,直接影响到拱坝与地基系统的正常运行和整体稳定。针对小湾拱坝1 210 m高程坝肩的地形地质条件,采用地质力学模型试验方法,用超载法进行破坏试验研究,并进行了坝肩天然地基未加固和坝肩地基加固两种方案的对比分析研究。通过两个方案的平面地质力学模型试验,对比分析了两种方案坝体、坝肩的变位分布规律及模型破坏过程和破坏形态、坝肩稳定超载安全度,研究成果表明:坝肩加固后超载能力得到了提高,破坏形态得到了改善,加固效果明显。     

软弱结构面影响下高拱坝静力分析研究

建立含软弱结构面的高拱坝三维有限元弹塑性模型,混凝土采用Buyukozuturk屈服准则,岩体和软弱结构面采用Drucker-Prager准则,研究软弱结构面距坝位置改变及强度改变对坝体位移、应力及塑性区的影响。对各种组合的软弱结构面进行数值计算,并与无软弱结构面的情况进行了对比分析。结果表明:软弱结构面距坝较远时对坝体力学行为影响较小,距坝距离越近、强度与周围岩体相比较低的软弱结构面对坝体应力与位移的影响越大。     

长沙坝坝体裂缝及不对称变形原因分析

针对长沙坝坝体开裂、坝体应力及坝肩稳定不满足规范要求、坝体变形不对称等问题,结合除险加固设计,对坝体裂缝及不对称变形原因进行了分析和探讨.提出了原坝顶施工温度偏高、温度荷载及左右坝肩地质条件差异是引起坝体变形不对称的主要原因.在采取坝肩加固、裂缝灌浆、坝体(上游面或下游面)加固等综合处理措施后,坝体应力满足规范要求,坝体不对称变形可得到明显改善.     

叶巴滩高拱坝坝肩稳定分析及其加固效果评价

叶巴滩高拱坝地质条件复杂,坝体与坝肩的稳定安全问题突出,工程安全性评价及加固处理方案的确定至关重要.采用数值计算分析了叶巴滩拱坝在天然地基条件下的坝肩稳定,并针对揭示的薄弱环节提出加固措施.对加固后的拱坝进行有限元计算及三维地质力学模型试验,综合评价坝肩整体稳定安全性及加固措施的有效性.研究结果表明:天然地基条件下的坝...     

坝基加固后锦屏一级高拱坝应力变形计算分析

锦屏一级高拱坝坝址地质条件复杂,其基础加固处理工程巨大,主要包括:左岸混凝土垫座置换、左岸传力硐、左岸f5、f8、煌斑岩脉混凝土网格置换,右岸f13、f14断层混凝土网格置换.文中采用非线性有限元分析方法,对坝基加固后锦屏一级水电站坝体在多种工况下的应力变形特性进行了计算分析.给出了坝体蓄水期的应力位移分布及超载、降强对位移的影响结果,表明蓄水期坝体总体变形规律比加固前明显改善,坝踵拉应力减小.加固后坝体与坝基安全储备能力提高,可以满足设计要求.     

拱坝坝肩破碎基础处理探讨

拱坝是利用拱圈把水压力传递到两坝肩的一种坝型,所以拱坝对坝肩地质条件要求较高。有时由于地形地质条件限制,部分拱坝坝肩座落在断层、软弱夹层和破碎基础等基础上,为保证拱坝的安全,坝肩基础需要进行处理。现主要介绍软弱基础上坝肩的处理措施,为中低型拱坝的坝肩处理提供参考。