溪洛渡拱坝设计综述

溪洛渡拱坝的工程规模和技术难度均超出了现行拱坝设计规范的控制。为此，在可行性研究阶段，立足现有技术水平，借鉴国内外成功经验和最新研究成果，以规范为基础，佐以现代仿真分析和模型试验，结合工程类比，对溪洛渡拱坝建基面与拱坝体形、应力分析与设计强度、抗滑稳定与整体稳定、抗震分析与评价、温度控制、基础处理等进行了研究分析，使拱坝设计最终达到安全可靠、技术可行、经济合理。     

高拱坝伸缩横缝的开合对拱座岩体稳定的影响研究

高拱坝在强震作用下，伸缩横缝出现开裂，在一定程度上削弱了坝体的整体性能，不仅使得坝体的动力反应重新分布，坝肩岩体抗滑稳定的主要参数一拱端推力也产生很大变化，横缝的存在增加了对坝肩岩体进行抗滑稳定分析的复杂程度。本文给出了用动态子结构法计算有伸缩横缝坝体拱端推力的计算公式，并对坝体设有伸缩横缝的溪洛渡双曲拱坝的计算模型分别在人工地震波及柯依那地震波作用下，考虑库水 坝体相互作用、坝体自重、上游淤沙等因素的影响，对溪洛渡拱坝的拱端推力进行了计算，并通过拱端推力计算了拱座岩体的抗滑稳定安全系数。文中算式同样适用于其它结构。     

地基辐射阻尼和库水对拱坝非线性地震响应的影响

针对拱坝坝体—地基—水库系统的动力计算分析，采用考虑无限地基辐射阻尼、坝体横缝非线性和自由场输入的模型程序，以溪洛渡拱坝为工程实例，对不同库水位下，考虑或不考虑地基辐射阻尼的工况进行了系列的计算对比研究。研究结果显示，低水位是横缝开度控制工况，高水位是坝体应力控制工况；对所有水位，地基辐射阻尼都带来坝体地震响应的全面降低，但不影响反应的总体规律。     

薄层单元在溪洛渡拱坝有限元计算中的应用

介绍了在溪洛渡拱坝有限元计算中,坝体近坝基部位薄层单元的应用。分析研究了薄层单元厚度、沿坝体厚度方向划分单元层数对于坝体应力的影响,并得出溪洛渡拱坝有限元计算网格划分的原则。根据此原则进行溪洛渡拱坝有限元网格剖分和计算。计算结果表明,坝体近建基面部位划分薄层单元,较大程度地改善了坝体角缘部位的应力,得到了比较稳定的有限元数值解。     

溪洛渡水电站拱坝基础综合变模分析

在拱梁分载法坝体应力分析时，需要合理确定坝基岩体的变形模量值，为此，在溪洛渡水电站双曲拱坝的坝基变形模量计算中采用平面有限元法计算地基的“综合变形模量”，从而反映实际地形地质条件对拱 坝基变形形的影响。     

考虑开裂深度约束的拱坝体形优化设计

本文引进裂缝深度约束条件，研究了拱坝开裂条件下的体形优化设计问题.结构分析采用超级有限单元法，既能有效控制计算规模又能方便地反映结构开裂的局部特性.对小湾拱坝和溪洛渡拱坝进行的优化设计研究表明，在优化过程中允许开裂并考虑开裂约束条件，可以更好地挖掘拱坝潜力，进一步减小坝体混凝土方量.     

溪洛渡高拱坝运行初期应力应变监测资料分析

通过分析溪洛渡高拱坝运行初期无应力计和应变计组监测基本情况,建立了坝体混凝土应力应变监测资料分析流程,构建了溪洛渡水电站高拱坝应力应变监测资料分析模块,对坝体混凝土的自生体积变形和应力状态进行了计算。计算结果表明,溪洛渡高拱坝大部分无应力计为收缩型,拱坝混凝土自生体积变形随龄期变化稳定;坝体强约束区和典型坝段总体呈受压状态,局部存在少量拉应力,影响范围和计算值均较小。     

溪洛渡拱坝基础置换块浇筑方式研究

拱坝的基础置换处理加固对高拱坝应力的影响和作用非常敏感,在施工期内,高拱坝的整体结构是随大坝不断浇筑增高、封拱和蓄水而逐渐形成的,坝体结构形式在施工过程中承受的自重荷载与温度荷载也不断变化。采用三维有限元软件对溪洛渡拱坝施工期进行了全过程仿真分析,比较了基础置换混凝土的两种浇筑方案对拱坝整个施工期的温度场及温度应力的影响,得到了整个施工过程中拱坝温度场及温度应力变化的一般规律,为控制混凝土拱坝的温度应力和进一步研究拱坝施工期的力学性质提供了理论依据。     

溪洛渡拱坝坝趾的锚固设计

介绍基于变形加固理论的坝趾锚固设计,研究拱坝在各种工况下,坝址锚固对坝趾应力、变形及局部稳定的影响。结合在建的溪洛渡工程,根据拱坝结构设计和坝基工程地质特点,通过各种典型荷载工况下的不平衡力计算分析,提出坝址锚索加固布置原则和设计方案。     

孔口闸墩对溪洛渡拱坝静动应力的影响研究

采用显式有限元结合黏弹性人工边界的地震波动反应分析方法,在计入坝体横缝动态接触非线性影响基础上,对溪洛渡拱坝采用模拟孔口及闸墩结构、仅模拟孔口不模拟闸墩和孔口闸墩结构均不考虑的3种模型进行地震响应分析,研究孔口、闸墩结构和大坝的静态和静动综合应力响应。对比分析结果表明,孔口、闸墩的存在对大坝主体的静动综合应力分布规律影响不大,而孔口闸墩区域位于动态反应较大的坝体中上部,由于闸墩的悬挑及截面变化的复杂性,以及孔口对坝身的削弱作用,这一区域将出现数值较大的拉应力集中区,主要分布于上游闸墩根部和下游面深表孔之间以及顶部大梁位置,在溪洛渡拱坝深孔、表孔抗震设计中应予以重视。     

溪洛渡拱坝陡坡坝段施工期温度应力仿真分析

溪洛渡拱坝是拟建的世界上最高的混凝土拱坝之一,由于陡坡坝段在施工期与运行期的受力状态均比较复杂,存在较大面积的应力集中分布。为恰当地选择温控措施,缓解基础约束应力,本文选取了4号、25号坝段作为冬季与夏季施工的代表,进行三维有限元仿真计算,得到了不同浇筑时间、不同分层方法下陡坡坝段的温度与温度徐变应力分布规律,并进行了几种可行温控措施的敏感性分析,为陡坡坝段采取合适温控措施提供依据。     

我国特高拱坝的建设成就与技术发展综述

结合二滩、溪洛渡、锦屏一级、大岗山、小湾等一系列特高拱坝的建设实践,总结了我国特高拱坝的建设成就,阐述了我国特高拱坝建设关键技术的研究进展,包括建基面的研究与确定、体形优化设计、应力分析与强度设计、拱座抗滑稳定、整体稳定、抗震设计、混凝土材料、混凝土温控防裂、基础处理、施工技术等10个方面的内容。认为我国混凝土拱坝建设技术已处于国际领先水平,指出我国特高拱坝建设需深化研究的4个问题,即特高拱坝安全评价体系建设、特高拱坝风险设计、特高拱坝抗震研究以及特高拱坝安全运行健康诊断技术研究。     

溪洛渡特高拱坝蓄水初期工作状态评价

本文对溪洛渡拱坝蓄水阶段原型监测成果进行归纳总结,论术了监测数据的同步性、连续性、规律性和收敛性特征,初步评价了大坝的运行状态,基于数值仿真反馈分析,研究了大坝受力变形特性的机理,重点阐述了拱坝库盆沉降、上部谷幅收缩效应,分析了坝踵压应力的合理性。结果表明:溪洛渡拱坝初期蓄水期拱坝变形与水库水位变化过程一致,连续变化且符合客观规律,整体时效变形呈现收敛态势;由于溪洛渡特殊的地质条件,库盆压力对大坝变形影响较大,但不影响整体安全稳定;拱坝应力分布良好,坝肩推力在坝基内扩散明显,处于可控状态。综合分析认为,溪洛渡拱坝蓄水过程安全可靠。     

溪洛渡双曲拱坝接缝灌浆施工

溪洛渡大坝为混凝土双曲拱坝，采用“一刀切”形式的垂直平面分缝，将拱坝切分31个坝段，共30条横缝31层灌区。混凝土梯级降温方式设计形成合适温度梯度，接缝按自下而上分层，各层自中间向两岸逐步推进施工，确保横缝水泥结石充填饱满，使拱坝各独立坝块连成整体形成拱圈效应，更好地向两岸传递应力。     

地震危险性分析和地震动输入机制研究

结合溪洛渡,小湾等水电工程,研究300m级高拱坝抗震设计中的基础性问题：场址地震危险性分析中不确定性因素的影响分析,重大工程设定地震的确定,设计地震运输入机制等,建立了中国水利水电强震记录数据库,首次将地理信息系统（GIS）高新技术用于水库诱发地震危险性预测分析。本专题成果成大型高拱坝工程的抗震设计提供了一套更合理,具有实用价值的科学方法。     

高拱坝坝肩稳定分析中拉裂面的作用机理研究

在拱坝坝肩稳定分析的刚体极限平衡法里，一般认为滑移体拉裂面完全脱开，不考虑其上的岩体抗力，对高拱坝而言，这种做法可能使稳定分析过于保守。基于三维有限元分析的多重网格分析方法，可以将三维有限元分析成果投影到任一滑面网格上，进而求得其上的应力分布及合力，以及滑面和滑块的安全系数。利用此方法对溪洛渡高拱坝工程的坝肩关键滑块的分析研究表明，直至超载3倍时，虽有部分区域受拉，拉裂面就合力来说仍处于受压状态，故拉裂面提供的抗力在较大荷载变幅内是可资利用的。计算表明计入拉裂面岩体抗拉力后，块体稳定安全度有显著的提高。     

构皮滩水电站导流隧洞设计

构皮滩水电站是乌江上最大的水电站,采用围堰全年挡水,导流隧洞泄流的施工导流方案.导流隧洞共有3条,按左2右1分两岸布置,过流断面均为15.6 m×17.7 m的马蹄形.构皮滩导流隧洞沿线地质条件复杂,既存在众多的地下岩溶系统,同时每条洞又要穿过长达100多米的韩家店软岩段.在地质条件如此复杂的岩溶地区实施大洞径的导流隧洞的设计和施工,对设计思想和施工技术提出了更高的要求.介绍了构皮滩导流隧洞的设计和施工.     

龙江水电站枢纽工程椭圆双曲拱坝优化设计

龙江水电站枢纽工程大坝为椭圆混凝土双曲拱坝,坝基地质条件较复杂,坝址区地震基本烈度为Ⅷ度.设计进行了大量的分析、研究工作,通过拱坝体形优化、坝体应力分析、坝肩抗滑稳定分析,选用椭圆混凝土双曲拱坝,既保证了工程安全,又减少了大坝混凝土方量,节省了投资,为工程的开工建设奠定了基础.