Key technical problems of extra-high concrete faced rock-fill dam

This paper summarizes the main technical points related to 100 m-height-scale concrete faced rock-fill dams and analyzes the main problems and their causes occurring during construction of 200 m-height-scale concrete faced rock-fill dams.This paper has raised the key technical problems which need to study for construction of 300 m-height-scale concrete faced rock-fill dams based on the main experiences on the extra-high concrete faced rock-fill dams built after the year of 2000.     

Parameter sensitivity and inversion analysis of a concrete faced rock-fill dam based on HS-BPNN algorithm

Considering the complex nonlinear relationship between the material parameters of a concrete faced rock-fill dam(CFRD) and its displacements, the harmony search(HS) algorithm is used to optimize the back propagation neural network(BPNN), and the HS-BPNN algorithm is formed and applied for the inversion analysis of the parameters of rock-fill materials. The sensitivity of the parameters in the Duncan and Chang's E-B model is analyzed using the orthogonal test design. The case study shows that the parameters φ0, K, Rf, and Kb are sensitive to the deformation of the rock-fill dam and the inversion analysis for these parameters is performed by the HS-BPNN algorithm. Compared with the traditional BPNN, the HS-BPNN algorithm exhibits the advantages of high convergence precision, fast convergence rate, and strong stability.     

五里坝水库工程混凝土面板堆石坝设计

文章分析了混凝土面板堆石坝首部布置,对大坝结构进行了设计计算。     

面板堆石坝筑坝材料的发展

文章通过对不同发展阶段典型面板堆石坝筑坝材料特性分析,得出不同级别面板堆石坝的筑坝材料的性能指标.     

抽水蓄能电站混凝土面板堆石坝应力变形分析

为了研究抽水蓄能电站混凝土面板堆石坝不均匀沉降和面板挤压破坏,为设计和施工提供理论指导,对天池抽水蓄能电站混凝土面板堆石坝进行三维有限元应力变形分析,堆石料的本构关系采用邓肯-张E-B(ElasticBulk)模型,建立混凝土面板子模型结构,采用无厚度的三维非线性面-面接触摩擦单元来模拟面板与垫层之间的接触、面板竖缝和周边缝。计算结果表明,坝体竣工期和蓄水期的沉降变形分别占坝体高度的0.63%和0.66%,坝体的整体应力变形符合一般规律;面板蓄水期最大挠度为40.8 cm,大致与坝体上游坝面位移相契合;面板竖缝和周边缝的整体变形量都不大,可以保证止水安全正常工作。对不同的面板竖缝填缝材料和宽度进行对比分析,建议采用较软的填充材料以改善面板轴向压应力,采用较大的竖缝宽度以改善面板顺坡向拉应力。     

德泽面板堆石坝地震响应及抗震措施

采用三维非线性有效应力地震反应分析及安全评价的方法,分析了德泽面板堆石坝在正常蓄水位和地震共同作用下的动力响应,包括加速度响应、应力响应和位移响应,进而分析了坝体的抗震安全性;采用动力时程线法和动力等效值法分析了面板及下游坝坡在地震作用下的边坡抗滑稳定性;在动力反应成果分析的基础上,针对性地提出了相应的大坝抗震措施.研究结果表明:德泽面板堆石坝在设计地震作用下整体是稳定的,但在强震作用下有局部损坏,可修复使用,采用相应抗震措施可减轻震害,确保大坝的整体安全.地震响应分析成果及相应的抗震措施对类似工程具有重要的参考价值.     

多折点折线形混凝土面板堆石坝三维有限元分析

对坝轴线呈连续多折点的折线形面板堆石坝进行了分析,探讨了应力变形特性和规律,比较了其与普通直线型面板坝的差异.基于某多折点凸向下游的折线形面板堆石坝,采用三维有限元软件建立坝体模型和面板子模型,分析了坝体和面板的应力变形、结构缝变形与折线体型的关系以及上宽下窄的异型面板对面板应力的影响.研究结果表明:坝轴线折线形布置,相邻面板形成坝轴向交角,使得转折部位面板轴向应力由高压应力转为低压应力甚至拉应力,面板垂直结构缝由压性缝转变为张性缝;上宽下窄的异型面板使得面板底部顺坡向拉应力分布范围增大.     

复合土工膜在砌石坝防渗中的应用

研究了复合土工膜在砌石坝防渗工程中应用的可行性。首先进行了复合土工膜与砌石块粘结强度试验，试验结果表明，试块的破坏形式为脆性破坏，两者的粘结强度达到了C7．5砼的弯曲抗拉强度，完全满足工程要求。此外，实际工程观测也说明，砌石坝构筑复合土工膜坝面防渗体后，漏水量减少了60％，防渗效果良好。     

复合土工膜在砌石坝防渗中的应用

研究了复合土工膜在砌石坝防渗工程中应用的可行性.首先进行了复合土工膜与砌石块粘结强度试验,试验结果表明,试块的破坏形式为脆性破坏,两者的粘结强度达到了C7.5砼的弯曲抗拉强度,完全满足工程要求.此外,实际工程观测也说明,砌石坝构筑复合土工膜坝面防渗体后,漏水量减少了60%,防渗效果良好.     

堆石坝二维非线性计算

就非线性力学模型在堆石坝的应用进行探讨,中的计算方法在青海黑泉水库面板坝的力学计算中采用,得到了合理可靠的成果。     

混凝土坝施工过程仿真分析若干问题探讨

从材料参数描述、施工参数描述、计算规模与速度、力学模型描述、结构边界变化等几个方面论述混凝土坝施工过程仿真分析面临的主要困难 ,并探讨了解决问题的可能途径 ,为进一步开展混凝土坝施工过程仿真分析研究提供参考 .     

P波空间斜入射下沥青混凝土面板堆石坝响应特性及面板破坏评价

地震波入射方位和斜入射角度对于沥青混凝土面板堆石坝地震响应结果有着显著影响。本文从地震动传播机制出发,基于波场叠加原理,推导了P波以任意入射方位角和斜入射角空间斜入射下弹性半空间自由场计算公式,建立了P波空间斜入射波动输入模型。以不同应变率下的沥青混凝土单轴动态拉伸试验结果为基础,提出了考虑抗拉强度随应变率实时变化的沥青混凝土面板破坏评价方法。考虑16种不同入射方位角和斜入射角下的P波空间斜入射工况,从面板应力和加速度两方面分析了入射方位角和斜入射角对某实际沥青混凝土面板地震响应特性的影响,并进行了沥青混凝土面板的抗拉破坏评价,分析了静态评价方法与动态评价方法的差异。结果表明,所建立的P波空间斜入射波动输入模型能够准确模拟半空间自由场,波动输入数值解与解析解符合良好;与垂直输入射相比,面板顺水流向、垂直水流向加速度峰值最大分别增加135.9%和92.7%,竖向加速度峰值最大减少68.3%;空间斜输入导致面板动应力增大,主拉应力和主压应力最大分别增加3.6倍和2.7倍,忽略入射方位角和斜入射角可能会严重低估面板的地震响应。传统将静态强度提高30%作为动态强度的面板抗拉破坏判别方法过于严格,本文提出的考虑应变率效应的沥青混凝土面板破坏评价方法较为符合实际。     

基于H-KS模型的层状深厚覆盖层流变对面板堆石坝结构性能的影响

深厚覆盖层中各层岩土体的流变对大坝及渗控体系有一定的影响,需要深入剖析。本文探索了新的流变元件模型H-KS以模拟层状覆盖层,借助Comsol建立流变与流固耦合模型,按时间顺序计算了河口村面板坝各阶段的力学指标,分析了坝基流变对大坝及防渗体系的影响。结果表明,对于各向异性明显的层状坝基,采用H-KS流变模型能较好反应大坝各阶段的应力、变形和渗流实际情况,误差均在5%以内;计算结果相比不考虑流变的Duncan E-B模型,应力和变形均增大11.8%以上,部分增量对大坝结构的安全稳定造成影响;填筑期的沉降和应力总量占比达70%以上,但单位时间增量却较小,如沉降增量仅为0.015m/月;蓄水期的岩土体流变及流固耦合作用对大坝各部位强度和刚度影响最大,应力及沉降单位时间增长率分别为0.02mpa/月、0.038m/月;运行期的各指标增长率逐渐趋缓,最终趋于稳定,但变形和应力增量可能会导致主要结构失稳或破坏。混凝土面板-趾板-防渗墙是完整有效的渗流控制体系,坝基流变导致防渗墙上部水平位移增大,整体强度降低;趾板和面板在中部有受弯破坏的趋势。层状岩土体流变是具有时效性的,该层状坝基的流变在蓄水后2~3年间基本完成,相应指标也趋于稳定。研究结果对层状覆盖层上的面板坝安全稳定体系的建立提供了理论支持。     

施工期高心墙堆石坝沉降变形监控模型构建研究

高心墙堆石坝施工期具有环境复杂性以及变形不确定性,其监测数据表现为一系列包含噪声且波动性较大的短序列数据。针对高心墙堆石坝施工期沉降监测数据序列短、信息贫、突变性等特点,基于高心墙堆石坝实测数据,综合运用灰色理论和马尔可夫链理论,构建了施工期高心墙堆石坝灰色马尔可夫链预测模型,给出了计算流程,开发了计算程序。最后将该预测模型用于某高心墙堆石坝,结果证明了施工期高心墙堆石坝灰色马尔可夫链预测模型的有效性。     

碾压混凝土坝可靠性分析

以碾压混凝土坝为对象 ,利用随机有限元方法 ,研究了坝体及坝体层面的可靠性 ,得出若干规律 ,可供工程设计参考 .     

混凝土坝体防渗加固的几种方法

我国约有1／3的混凝土坝体存在不同程度的病险问题,由于坝体混凝土渗透性过高而引起溶蚀、裂缝、冻融等病害尤为严重．对病险混凝土坝体进行防渗加固是我国在将来一段时间内面临的一个重要课题．介绍了混凝土坝体防渗加固的几种方法,包括坝体灌浆技术、表面柔性防渗体系以及置换混凝土防渗芯墙等．通过对几种防渗加固措施的介绍和比较,为现存病险混凝土坝体的防渗加固提供参考和借鉴．     

扶臂墙式混凝土面板土坝

山丘区筑坝缺少粘土料，为了开辟料场，不是征用农田，就是开挖荒地，破坏天然植被。由于采用扶臂框架结构，扶壁墙式混凝土面板坝的土方用量仅为传统土坝的1/2，且不限土质，可在水库淹没区内就近开采。实现了安全、经济、环保的目的。     

阶梯式预制混凝土坝设计

结合穆棱市穆兴渠首工程的实例，介绍了一种拦河坝型——阶梯式预制混凝土坝。从设计上节省了消能长度，从施工上缩短了工期。经过10a的运用观察，该项技术是经济实用的。     

沥青混凝土心墙土石坝的施工工艺探讨

结合具体工程分析总结了我国在水工沥青混凝土工程方面的施工技术内容和质量控制要点，给出了一些需要注意的事项，以期对中小沥青混凝土水利工程的施工有所借鉴。