如何对坝体裂缝进行处理？

坝体裂缝是土石坝病害中普遍存在的问题，地震等自然灾害更容易引发坝体裂缝。土石坝发现裂缝后，应通过坝面观测、挖探槽、探井和仪器探测，查明裂缝的部位、形状、宽度、长度、深度、错距、走向以及发展趋向。     

考虑参数变异性的土石坝渗透破坏概率分析

为合理考虑土体参数变异性对土石坝渗透破坏概率的影响,本文编写了基于GEOSTUDIO与MATLAB之间的渗流有限元计算及可靠度分析的接口实现程序,并以一实际土石坝工程为例验证了提出方法的有效性,探讨了库水位骤降条件下坝体材料渗透系数以及土水特征曲线模型参数的变异性对土石坝渗透破坏概率的影响。结果表明：库水位上升对土石坝渗透稳定很不利,库水位从正常蓄水位工况上升至校核洪水位工况,土石坝渗透破坏概率增加近两倍。受坝体材料基质吸力的作用,库水位骤降会导致坝体发生逆向渗流,土石坝渗透破坏概率到达某一时刻后会急剧增加,然后直至坝体内孔隙水压力得到充分消散才下降并趋于某一稳定值。     

某水库水位下降过程前后坝坡稳定性分析

库水位下降过程中,坝体黏性土对水份的吸力作用,使得黏性土体内的水份不能及时消散,造成黏性坝体内水位高于库内水位,所发生现象对坝坡渗流、稳定与应力均产生较大影响。以某水库工程为例,分析在库水位下降前和下降过程后的渗流稳定、应力及水压荷载下应力变形。以期研究结果能对土石坝水库调度运行管理起一定的指导作用。     

库水位骤降下混凝土防渗墙对心墙土石坝渗流稳定的影响

采用混凝土防渗墙对心墙土石坝进行加固,考虑坝体土料的非饱和特性,对加固前后土石坝在库水位骤降情况下的渗流稳定特性进行有限元计算分析,结论如下:当水位骤降时,加固前的坝体中孔隙水来不及排出,浸润线呈"上凸"状,坝顶向上游发生较大变形,上游坝坡形成贯通塑性区,坝坡抗滑安全系数较小.设置混凝土防渗墙后,心墙内的浸润线降低,坝顶位移和沉降变小,塑性贯通区消失,坝坡安全系数增加.计算表明,混凝土防渗墙与坝基相连,在坝体内部形成"纵向增强体",坝体整体刚度增强,抗渗性增强,坝体的变形得到有效限制,坝体的稳定性明显提高.     

基于热脉冲法的水电站坝体渗流检测试验及模拟研究

土石坝作为一类常见的水工建筑物,其防渗安全性至关重要,因此需要一种能够实时监测坝体渗流的方法,热脉冲法通过在坝体中预埋探针来实现对坝体的检测。本文探究了试验和仿真模拟下的土壤阻流效果,验证了热脉冲法的精度和可靠性,重点计算了某心墙土石坝在一定库水水位下含水率的变化。结果表明:粘土心墙土石坝的阻流效果较壤土心墙土石坝理想,热脉冲法运用于土石坝的渗流检测能取得一定效果。     

基于热脉冲法的水电站坝体渗流检测试验及模拟

土石坝作为一类常见的水工建筑物,其防渗安全性至关重要,因此需要一种能够实时监测坝体渗流的方法,热脉冲法通过在坝体中预埋探针来实现对坝体的检测。文章探究了试验和仿真模拟下的土壤阻流效果,验证了热脉冲法的精度和可靠性,重点计算了某心墙土石坝在一定库水水位下含水率的变化。结果表明:黏土心墙土石坝的阻流效果较壤土心墙土石坝理想,热脉冲法运用于土石坝的渗流检测能取得一定效果。     

库水位变化对均质土石坝稳定性影响

为分析库水位变化对均质土石坝边坡稳定性的影响,基于FLAC3D软件建立坝高为25 m的均质土石坝模型,并对库水位分别为5、8、11、14、17和20 m时坝体稳定性进行模拟,得到坝体迎水坡和背水坡安全系数。结果表明,随库水位升高,迎水坡安全系数,先增大后减小,而背水坡安全系数逐渐减小。     

库水位下降速率对土石坝稳定性分析研究

库水位下降过程中,坝体黏性土对水份的吸力作用使得黏性土体内的水份不能及时消散,造成黏性坝体内水位高于库内水位,所发生现象对坝坡渗流、稳定与应力均产生较大影响.以大禾田水库为例,基于饱和-非饱和渗流理论,采用二维有限单元方法,分析库水位下降后的渗流稳定、应力及水压荷载作用下位移变形,分析库水位下降速率对土石坝稳定性的影响,研究结果对水库调度运行管理有一定的指导作用.     

锥探灌浆技术在小型水库大坝除险加固工程的应用探讨

为较经济解决某些小型水库均质土坝的严重渗漏问题,借鉴锥探灌浆技术在堤防防渗广泛应用经验,结合已实施的工程案例,通过地勘渗透试验分析和渗流稳定分析其合理性,并提出了实施要点：建议在水库坝高不大于20 m均质土坝,渗透系数、压实度均不满足土石坝设计规范要求且坝体渗漏量不大情况下,采用锥探灌浆技术较为适宜;灌浆应在坝前水位降至死水位后实施;应根据大坝的地勘报告、坝高和坝体渗流量等因素综合确定施工参数;施工中应设置大坝变形观测断面,实时监测大坝位移、沉降和检查变形、裂缝及冒浆情况。     

坝顶开裂和水位骤降对土坝抗震稳定性影响

病险土坝在地震高烈度地区的抗震稳定性十分重要,坝顶裂缝和库水位骤降是引起土坝失稳的主要形式。文章依托山东临沂龙潭水库土坝工程,利用边坡稳定性分析软件SLOPE/W,基于拟静力法分析了土石坝坝顶出现裂缝和库水位骤降情况下的地震稳定性。坝顶开裂对土坝上、下游坝坡抗震稳定性影响显著,坝顶拉裂缝的存在使其抗震稳定性比未破坏时的安全系数降低超过80%。对比下游坝坡抗震稳定性,发现坝顶开裂对上游坝坡抗震稳定性影响更加明显,且极易发生局部破坏。库水位骤降后,土坝上游坝坡地震稳定性急剧降低,相对未破坏时其安全系数下降70%左右,严重影响土坝抗震性能。建议实际工程需要重点排查坝顶开裂情况,对于震后土坝应避免立即采取排空库水位措施,以免余震对水位骤降后的上游坝坡产生影响。     

基于高密度电法的土石坝渗漏探测

为消除高密度电法渗漏探测时存在的体积效应,准确探明土石坝渗漏位置,文章通过室内试验建立了坝体填筑土电阻率与含水率相关关系,并将其用于解译高密度电法探测结果。结果表明,随含水率增大,电阻率逐渐减小,电阻率与含水率存在明显的幂函数相关关系,当含水率大于30%时,随含水率增大,土体电阻率保持不变;坝体表面和6m深度以下存在低阻异常,经分析坝体表面低阻异常原因为大气降雨等环境因素影响导致其含水率偏高,而6m深度以下坝体低阻异常原因为坝体渗漏;建立的坝体填筑土电阻率与含水率相关关系,可明显提高高密度电法解译精度,更加准确地判断土石坝渗漏情况。     

丹江口大坝加高对裂缝稳定性的影响研究

丹江口大坝初期工程存在裂缝,大坝加高会对裂缝性态产生影响。通过对丹江口大坝两个典型坝段的仿真分析,研究大坝加高过程、运行期及缝内进水情况下上游面水平裂缝、竖向裂缝、坝顶裂缝、下游面裂缝以及新老混凝土结合面的状态变化。结果显示:(1）加高过程不会引起初期大坝上游水平裂缝、大坝坝顶裂缝以及下游坝坡裂缝的扩展;(2）初期坝顶及坝坡的裂缝在加高后被新混凝土覆盖,原有裂缝在加高后运行期扩展的动因基本消失,但上游面竖向裂缝影响不明显;(3）裂缝进水后会使开度增加,有小幅度的扩展;(4）裂缝和结合面均进水后,143.0 m高程水平缝会有较大幅度扩展     

锦屏水库大坝裂缝成因分析及除险加固处理

锦屏水库大坝1975年建成运行后,多次发现坝体存在纵横向的表层及内部裂缝,经对裂缝成因分析,大坝存在的裂缝主要是由坝体填筑方法不合理及填筑质量差造成的。因无法确定坝体是否存在其他裂缝,仅采用开挖回填、充填灌浆等方法对已发现裂缝进行处理,不能从根本上解决大坝存在的病险问题。建议在大坝原防渗轴线设混凝土防渗墙,墙下坝基进行帷幕灌浆,再造完善的防渗体系,即使坝体内有裂缝存在,也不影响大坝的安全。     

混凝土拱坝坝踵张开、不对称变形性态分析

拱坝坝踵混凝土与基岩之间的结合状况,以及接触面附近基岩内裂隙的闭合状况,直接关系到拱坝渗流和结构的安全,工程实例和分析表明,宽谷拱坝坝踵比较容易出现张开现象,避免水位和温度的不利组合,对防止坝踵张开具有重要作用。拱坝切向不对称变形趋势是判断拱坝整体工作状况是否正常的重要依据,若不对称变形呈发散型增大变化,很可能坝体、坝基已遭受损坏,需引起高度重视,应结合其它监测信息综合评判,采取必要措施,防止灾害性事故发生。     

温降和水库蓄水引起的碾压混凝土拱坝裂缝分析

施工温降是引起碾压混凝土拱坝裂缝的主要荷载。均匀温降作用下拱坝在裂缝前整个断面处于受拉状态，最大拉应力出现在拱端上游面和拱冠下游面。均匀温降使碾压混凝土拱坝全断面受拉，坝体形成深层的或贯穿性的裂缝对拱坝的危害较大。施工温降在水库放空时所产生的裂缝深度一般比水库蓄满时大。水荷载所产生的压应力可以部分或全部抵销温降所产生的拉应力。一般来说，上游水荷载对拱坝的作用更大，它在拱圈大部分区域产生很大的压力，因而使裂缝的扩展受到抑制。用水平拱作为计算图形进行结构分析，能较好地反映出碾压混凝土拱坝的应力和裂缝状况；混凝土的钝裂缝带模型用于有限元断裂分析和确定裂缝扩展深度比较方便。     

尾矿库土石初期坝坡面沼泽化治理措施

对于初期坝为透水堆石坝、后期采用尾砂筑坝的上游式尾矿库,由于库水位高、干滩长度短、尾砂渗透性差、堆积坝坡陡、未设置排渗设施等原因,往往在后期尾矿堆积坝坡面出现沼泽化现象。目前对这种堆积坝坡面沼泽化的治理已积累了丰富的经验,而对于土石初期坝沼泽化现象,因出现较少,研究不多,治理措施也较少。通过对初期坝坡面沼泽化的原因分析和治理措施比选,将水平排渗管用于尾矿库土石初期坝坡面沼泽化治理中,根据浸润线观测及现场查看,经治理的土石初期坝浸润线埋深逐步降低、坡面沼泽化消除、坝体稳定性逐步提高,具有良好的治理效果。采用水平排渗管可消除土石初期坝沼泽化,施工中积累的经验可为类似工程治理提供借鉴。     

鱼背山面板堆石坝安全监测成果分析

文中着重介绍了鱼背山面板堆石坝在施工期和蓄水期的变形观测结果。变形监测资料分析表明 :坝体内不同部位垂直沉降和水平位移 ,主要受施工期大坝主体工程填筑和水库蓄水的影响 ,坝基孔隙水压力变化与库水位变化成正比。在大坝运行初期 ,及时地分析和判断出面板的两处裂缝 ,在水库放空检查时 ,裂缝所在的部位和开裂宽度与监测结果非常吻合。为及时制定补救措施提供了科学依据。     

面板堆石坝面板开裂机理与防止措施研究

针对面板堆石坝面板在施工过程及蓄水时的实际受力变形特点,对面板的开裂机理进行了深入探讨。通过分析发现,混凝土干缩和温度应力是造成面板早期细小裂缝产生的主要因素,而坝体变形所造成的对面板的剪切挤压力、面板的自重以及施工期反向水压力则是造成面板后期呈规律性开裂的主要因素。为改善面板的受力条件,提高面板的防渗能力,同时方便施工,从材料、结构和施工三个方面提出了防止措施的建议。     

考虑坝体-地基接触效应的特高心墙堆石坝结构安全性研究

传统的土石坝结构计算分析中通常忽略坝体与基岩之间的摩擦滑动变形, 这与实际情况不符,坝体-地基接触摩擦效应对于修建在狭窄陡峻河谷区的特高坝表现尤为明显。采用三维有限元方法对修建在狭窄河谷区特高心墙堆石坝结构安全性进行了研究,研究中考虑了坝体-地基摩擦接触效应,模拟了水库蓄水、坝料湿化、流变等多因素共同作用下坝体结构力学行为以及坝体-地基接触位移演化过程。基于倾度法对坝体运行过程中可能的裂缝扩展区域进行了预测。研究得出:对于狭窄河谷上特高土石坝,坝体与地基的相对滑移较大,计算中应予以考虑。研究结论可为峡谷区特高心墙堆石坝设计提供技术依据。     

陈村拱坝105缝对坝体异常变形影响成因分析

结合陈村重力拱坝原型观测资料，对带缝坝体异常变形成因进行分析。研究表明：陈村拱坝１０５裂缝扩展、左坝肩基岩相对软弱、大坝所处高温低水位不利运行工况以及坝体特殊结构型式是产生异常变形的原因。建议实际运行时应调控水位，避免不利运行工况。