紫坪铺面板堆后坝汶川地震永久变形实测结果分析

分析了汶川大地震紫坪铺面板堆石坝永久变形实测结果.研究表明,大坝顶部区产生的永久沉降最大,而且在永久沉降变形构成中占主要的部分.地震后紫坪铺大坝外形轮廓均在地震前外形轮廓之内,坝坡地震永久变形矢量均指向坝内,表明大坝地震后整体是收缩的,有利于大坝的整体稳定.建议了土石坝地震分区震陷率的概念与方法,论证了坝顶加固的土石坝抗震加固技术的科学性与合理性.     

紫坪铺面板堆石坝汶川地震永久变形实测结果分析

分析了汶川大地震紫坪铺面板堆石坝永久变形实测结果。研究表明,大坝顶部区产生的永久沉降最大,而且在永久沉降变形构成中占主要的部分。地震后紫坪铺大坝外形轮廓均在地震前外形轮廓之内,坝坡地震永久变形矢量均指向坝内,表明大坝地震后整体是收缩的,有利于大坝的整体稳定。建议了土石坝地震分区震陷率的概念与方法,论证了坝顶加固的土石坝抗震加固技术的科学性与合理性。     

紫坪铺大坝汶川地震震害分析及高土石坝抗震减灾研究设想

紫坪铺面板堆石坝作为"5.12"汶川大地震强震区高土石坝的典型,重点总结了其主要震害,包括坝体地震永久变形,面板的脱空与垂直缝挤压破坏和施工缝错台,下游坝坡局部震损,防浪墙等坝顶结构震损,渗漏量变化等;并针对本次汶川地震土石坝震害的特点,提出进一步开展有关高土石坝抗震减灾设计研究的一些设想,包括土石坝震害及地震资料的调研与获取,高土石坝动力破损特征与地震灾害机理研究,高土石坝地震安全评价与震害评估方法研究,以及高土石坝抗震加固及应急处置措施研究等.     

紫坪铺混凝土堆石坝抗震风险分析

结合"5·12"汶川强震考验的紫坪铺混凝土面板堆石坝工程的震损情况,利用高土石坝抗震风险分析模型,针对坝坡失稳和坝体永久变形两种常见的破坏模式应用可靠性理论与静、动力有限元计算等方法展开深入研究,利用蒙特卡罗随机抽样方法计算大坝失事概率,最后结合震损统计结果和高土石坝抗震风险评价矩阵等级表,对紫坪铺大坝进行抗震风险等级评定,结果表明紫坪铺大坝在地震后具有高风险,需要及时进行抗震加固。     

东圳水库大坝三维动力反应分析

针对东圳水库过去设计时没有进行过具体的抗震验算。在土石坝除险加固设计时,利用FLAC3D计算机数值模拟手段对坝体动剪应力、坝体永久变形、坝顶加速度、液化敏感性等进行三维动力反应分析,评价大坝的地震安全性和抗震性能。结果：东圳水库大坝在抗震设防烈度7度情况下其抗震稳定性良好。     

基于实际震害的土石坝永久变形估算

土石坝地震震害主要表现为震后永久变形,利用永久变形来评价大坝的抗震稳定与安全更为合理可行。本文结合30余座土石坝的震害资料,研究了土石坝的自振周期等基本自振特性,同时对场地地震卓越周期、滑块屈服加速度与大坝最大加速度反应等主要影响因素进行了深入分析,提出了基于土石坝实际震害的永久变形计算公式,并与Makdisi、Sarma等方法的计算值进行比较,该方法具有较好的计算精度。     

高土石坝在多点输入下的地震反应分析

本文对双江口土石坝在多点地震动输入下的地震反应展开分析研究,分析的主要内容包括大坝的损伤值、加速度反应、动剪应力及永久位移反应.分析表明:坝顶处的加速度反应比坝基处的加速度反应明显增大,说明在地震波作用下土石坝坝顶处地震反应有放大效应;多点地震动输入下坝体的永久位移在靠近坝顶的地方均呈增大趋势,用最大剪应力面法计算的永久位移结果要小于水平剪应力面方法计算所得.     

基于响应面法的堆石料弹塑性模型参数反演研究

采用拉丁超立方设计选取堆石料参数,并通过有限元计算得到大坝竣工期典型测点沉降,采用响应面法建立二者之间的映射关系,根据工程实测得到的测点沉降结果得到堆石料的模型参数,建立了一种基于响应面法的堆石料参数反演方法。针对紫坪铺面板堆石坝,根据上述方法得到的堆石料参数,进行了汶川地震震害模拟,并与实际震害结果进行了对比分析。计算得到的大坝填筑期典型测点竖向位移发展过程以及地震后大坝永久变形与现场实测结果吻合较好。     

两河口水电站高土石坝地震反应地震模拟振动台模型试验研究

在大型地震模拟振动台上,进行了两河口水电站高土石坝地震模拟振动台模型试验。通过对模型坝在振动过程中的加速度反应的量测和分析、观察坝体在振动过程中的直接反应、量测坝体在振动后的永久位移和竖向沉降,得到了两河口高土石坝模型坝在地震中的加速度反应规律,地震残余变形及分布规律和坝体破坏过程及模式等。研究表明:空间位置、输入地震波强度和类型、先期振动和蓄水等因素对坝体各测点的加速度反应规律有重要影响。大坝在地震作用下的永久水平位移和竖向沉降很小;坝体的破坏形式主要是河谷段、靠近坝顶坝坡土体的颗粒松动,发生滚石而引起的浅层滑动。     

高面板坝土工格栅加固机制及抗震加固效果分析

现有土石坝震害调查、模型试验以及动力反应分析等研究结果表明,靠近坝顶区的上部坝坡是土石坝抗震的薄弱部位。目前强震区高土石坝抗震设计多采用土工格栅来加固上部坝坡,以提高坝顶区抗震稳定性,如何合理评价土工格栅的加固效果是国内外学者关注的焦点。本文在系统总结土工格栅加固机理的基础上,基于准黏聚力加固机理和等效复合体计算模型模拟土工格栅加固作用,从坝坡抗震稳定、坝体地震永久变形和面板防渗体系安全等方面对土工格栅加固高面板坝的加固机制及抗震加固效果进行了综合分析评价。结果表明：(1)格栅和堆石料的相互作用使得堆石料具有了一定的整体性,其刚度和强度均有一定程度的提高;(2)格栅加固可以限制堆石体侧向移动,提高坝坡整体性和稳定性,减少坝体地震永久变形,从而改善面板应力分布和减少面板接缝位移,提高防渗系统的安全性;(3)土工格栅对高面板坝具有综合的加固效果,需要采用综合性评价方法进行总体评价。     

高土石坝综合抗震措施及其效果的验算

简要回顾了近十年来高土石坝的破坏机理和抗震措施研究方面的成果,指出地震时高土石坝破坏性态及可行的抗震对策,提出了一个综合考虑多种减震措施的高土石坝抗震方案。采用快速拉格朗日差分方法对某高土石坝进行了弹塑性动力反应分析,分别研究了采用抗震措施和不采用抗震措施坝体的永久变形,从而考察本文建议的抗震方案的减震效果,同时研究了地震波的频谱特性以及同时输入水平和竖向地震动对抗震效果的影响。计算结果显示,采用本文建议的抗震方案可以使坝顶区的竖向和水平永久位移降低接近50％;当同时输入水平和竖向地震动时,本文的综合抗震措施减震效果依旧明显。     

抗震钢筋对高拱坝抗震性能的影响

依据小湾拱坝伸缩横缝间布设抗震钢筋方案、特点和要求,围绕抗震钢筋对大坝抗震的影响展开研究,内容包括抗震钢筋种类的选择、温度影响、配筋方式、部位、数量的布设、方案的效果检验及其优化、以及布设预应力钢束的效果等,并提出了这些抗震措施对坝体横缝张开度的影响。研究结果认为在提供上、下游面各布设6层含钒抗震钢筋能有效减小地震时上游横缝的张开度,采用穿越横缝的抗震钢筋是有效的抗震措施。     

小湾拱坝横缝配筋的非线性地震反应分析

小湾拱坝是待建的世界上最高的拱坝，由于强震作用下横缝张开对止水和坝体安全不利，是否采取横缝配筋的抗震加固措施是设计者迫切需要从理论上解决的问题。为此，首次将考虑横缝配筋的拱坝非线性分析模型应用于小湾拱坝横缝配筋的地震反应分析，计算结果表明，横向配筋可以显著控制拱坝横缝张开度、加强拱坝整体性并一定程度减缓由于横缝张开导致的梁向应力恶化的程度，但为防止梁向开裂，配置适量竖向钢筋仍属必要。     

强地震区高拱坝抗震配筋问题

在强地震区建造高拱坝，为减小地震时横缝的张开度，增强坝的整体性，有必要在拱和梁两个方面配置适当的钢筋，但拱向钢筋跨越拱坝横缝，在接缝灌浆前的人工冷却阶段，要求横缝能充分张开，而在地震时，希望横缝的张开度不要太大，这两项要求互相矛盾。为此，提出一种新的设计准则和计算方法，兼顾两方面的要求来进行钢筋的设计。     

特构斯河山口引水枢纽的引水防沙设计及试验研究

通过特克斯河口引水枢纽的试验研究，解决了常遇洪水低水位运行时河流两岸的引水问题，优化了水平县板特结构形式，收到了较好的引水防沙效果，为县板分层式引水枢纽工程设计提供了新经验。     

结构缝对高碾压混凝土拱坝地震破坏机理影响的试验研究

为探究结构缝的存在对碾压混凝土拱坝地震破坏机理的影响,在地震模拟系统上进行了拱坝模型动力破坏试验。模型的建立基于弹性力-重力准则,不考虑库水以及坝体-地基相互作用。采用一种新型压电传感器测量模型内部的动态应力,并主动监测模型内部微裂纹的发生和发展过程。横缝的模拟考虑了键槽的影响,诱导缝的模拟基于断裂力学理论。选择模型基频对应的谐波逐级加载来研究拱坝在地震动超载作用下的反应。试验表明,拱坝顶拱的端部与拱冠的破坏均较严重,试验中横缝与诱导缝的先后张开分别释放了拱向端部应力与冠部应力,从而引导了裂纹开裂方向,减轻坝体破坏。通过实际震害与物理模拟的对比验证了试验结果的可靠性,显示本文的物理模拟技术有助于研究结构缝对拱坝地震破坏机理和最终失效模式的影响,可为碾压混凝土拱坝的抗震设计提供科学依据。     

Seismic response of concrete gravity dam reinforced with FRP sheets on dam surface

This paper aims at exploring the effects of anti-seismic reinforcement with the fiber-reinforced polymer （FRP） material bonded to the dam surface in dam engineering. Time-history analysis was performed to simulate the seismic failure process of a gravity dam that was assumed to be reinforced at the locations of slope discontinuity at the downstream surface, part of the upstream face, and the dam heel. A damage model considering the influence of concrete heterogeneity was used to model the nonlinearity of concrete. A bond-slip model was applied to the interface between FRP and concrete, and the reinforcement mechanism was analyzed through the bond stress and the stress in FRP. The results of the crack pattern, displacement, and acceleration of the reinforced dam were compared with those of the original one. It is shown that FRP, as a reinforcement material, postpones the occurrence of cracks and slows the crack propagation, and that cracks emanating from the upstream surface and downstream surface are not connected, meaning that the reinforced dam can retain water-impounding function when subjected to the earthquake. Anti-seismic reinforcement with FRP is therefore beneficial to improving the seismic resistant capability of concrete dams.     

王家沟渠库结合工程除险加固措施浅析

王家沟水库是冯家山水库北干渠上6座渠库结合工程之一,集输水、道路、蓄洪为一体,功能多、作用大,水库的安全运行特别重要。本文对该渠库结合工程中存在的坝体不稳、坝肩渗漏、坝顶输水渠渗漏、溢洪道新建和进水道改造等典型病险危害进行了分析,并对加固方案及措施作了比较,据此提出了坝体压脚、坝肩水泥帷幕灌浆、顶渠铺膜防渗等加固方案。王家沟水库的成功加固,对黄土地区渠库结合工程的土坝除险加固具有典型的参考意义。     

Numerical investigations of the earthquake resistance of the dam for the Zeya hydroelectric power plant

Conclusions