溪洛渡特高拱坝初期蓄水工作性态分析研究

大坝各方面性能能否经受住首次蓄水的考验,是关系大坝安全的关键问题。本文针对溪洛渡拱坝,采用非线性有限元方法,考虑横缝的接触非线性,实现了大坝初期蓄水全过程模拟,分析了蓄水过程中坝体和坝基变形、应力的分布特征和变化规律,以及横缝应力和张开度的变化情况,并确定了保证接缝灌浆的安全蓄水水位。研究结果表明,在水荷载作用下,坝体和坝基发生向下游的顺河向变形和向两岸的横河向变形,坝体上游面主拉应力和下游面主压应力不断增大,横缝有压紧的趋势。同时,对坝体与坝基关键变形和应力的初期实测数据与计算成果进行了对比,二者规律吻合较好;并结合国内同类大坝工程的情况分析了蓄水变形实测值与设计计算值存在差异的原因。计算和监测结果表明,溪洛渡初期蓄水阶段大坝应力应变及横缝状态符合特高拱坝低水位运行特征,大坝蓄水整体安全有保障。随着蓄水位增加,需跟踪开展大坝混凝土与基础岩石实际参数的反馈分析,动态评价大坝整体的安全性能。     

大朝山水电站初次蓄水期大坝变形性态分析

云南大朝山水电站初次蓄水期，库水位上升速度较快，水压力对大坝结构影响十分显著，大坝性态与正常运行期存在明显差异。由于自动化观测系统及时投入使用，较完整地反映了坝体及基岩的变形过程，证明了它们在水压力作用下呈现出良好的弹性工作状态。文中介绍了大朝山水电站初次蓄水期大坝变形观测设置、变形分析以及库水压力的实测成果，为从事水工设计及大坝安全监测人员提供了第一手资料。     

溪洛渡特高拱坝初期蓄水期监测反馈分析

基于溪洛渡拱坝初期蓄水阶段各类原型监测成果,利用数值反馈分析方法,通过整合集成综合分析、数值模型反馈分析以及定性、定量数值判断,建立了一整套特高拱坝监测反馈分析方法,完成了对溪洛渡初期蓄水期大坝安全状态评估,并预测了后期蓄水大坝的受力变形特性。文章首先系统梳理分析大坝监测成果并进行归纳总结,初步评价了大坝的运行状态,建立若干监测反馈分析目标;其次,运用数值仿真实验,通过反演正分析使数值分析成果逼近原型监测成果,进而分析大坝受力变形特性的机理;最后,利用数值模型对大坝后期蓄水过程及运行状态进行预测评估。分析表明:建设期大坝根据浇筑形象面貌及封拱灌浆面貌分阶段完成自重时空受力变形状态分布,符合大坝常规变形特征;初期蓄水期拱坝整体向下游和两岸山体方向变形,河床坝段径向位移大于岸坡坝段,对称性较好;坝基受力变形稳定,坝肩推力在坝基内扩散明显,符合力学规律,处于可控状态;后期蓄水预测受力变形规律良好。综合分析认为,溪洛渡拱坝蓄水过程安全可靠。     

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。     

平原水库截渗墙的应力变形三维有限元分析

根据某平原水库的蓄水过程和地质、结构特点,建立了包含截渗墙在内的水库大坝计算模型,采用三维有限元方法模拟了水库蓄水位不断变化时,坝基截渗墙的应力变形状态。通过计算得出截渗墙的应力变形规律:水库水位的升高造成了截渗墙墙体应力的增加,尤其是墙体中上部;在水库蓄水过程中,水荷载对截渗墙的变形起了主要作用,截渗墙上部的位移较大,这与荷载的分布图形有关;及随着水位的升高,截渗墙的水平位移逐渐增大,说明水荷载对截渗墙的变形起了主要作用,并且截渗墙上部的位移较大,这与荷载的分布图形有关等。     

黄金坪水电站大坝蓄水过程监测成果分析

从大坝蓄水过程中大坝、工程边坡、泄洪建筑物等关键部位变形、应力应变、渗压渗流等方面介绍黄金坪水电站枢纽区监测仪器布设及安全监测成果。监测资料分析成果表明,大坝蓄水过程中枢纽区关键部位各类监测数据无异常变化,各建筑物运行良好。     

坝基裂隙水对高坝稳定性的影响研究

通过坝肩岩体位移监测和地球物理勘探,阐述了高坝应力-应变特性的研究成果。这些研究成果表明,裂隙水的作用在大坝稳定分析中是非常重要的,在水库蓄水和放空过程中,坝基岩体的变形对水在裂隙岩体中渗透的变化异常敏感,并讨论了裂隙水对大坝失事的影响。     

回龙抽水蓄能电站大坝施工蓄水期变形监测

南阳回龙抽水蓄能电站上库大坝位于回龙沟左岸支沟石撞沟源头,工程施工势必改变原荷载状态,引起施工区地基及其周围地壳的变形.由于地基变形、温度的影响及其外部荷载与内部应力的作用,坝体会产生变形,若变形超过限度,会影响大坝正常使用,甚至危及大坝安全.为此,在该坝施工蓄水期间进行了6次变形监测,对其数据进行了处理,通过变形分析假设检验,分析其变形情况,并对机组运行期间的变形观测提出建议.     

碎石桩加固地基对风化料坝应力变形影响研究

近年来振冲碎石桩逐渐应用到土石坝坝基处理中,为研究碎石桩加固地基对大坝应力变形的影响,以覆盖层地基上的某混凝土防渗墙风化料坝为背景,利用碎石桩对地基进行加固处理。在考虑坝料流变特性的基础上,采用非线性有限元方法,计算分析在碎石桩加固地基与未加固地基下,大坝在蓄水期和运行期的应力变形。通过对比计算结果,系统总结了碎石桩加固地基对坝体与防渗墙应力变形的影响规律。结果表明:在碎石桩加固地基下,大坝在蓄水期、正常运行1 a、正常运行5 a、正常运行10 a后,坝体和防渗墙的应力和变形相比未加固地基下都有所减小,相对而言,变形减小的幅度更大一些。可见利用碎石桩加固地基,可以有效地改善坝体和防渗墙的应力和变形,利于大坝保持稳定运行状态。     

西林水库面板堆石坝应力变形的三维非线性静力分析

西林水库扩容工程采用的坝型为混凝土面板堆石坝,坝基砂砾石覆盖层最大厚度32.00 m,低弹模混凝土防渗墙、C25钢筋混凝土趾板和面板构成其防渗体系。采用三维非线性静力有限单元法开展竣工期和蓄水期坝体及防渗体系的应力变形分析,重点分析防渗体系在蓄水期水荷载作用下和竣工期堆石荷载作用下的应力变形以及周边缝、面板垂直缝和防渗墙与趾板接缝的变形。根据计算结果,提出相应的结论和建议,为大坝的科学施工及原型监测设计提供有力支撑。     

丰乐拱坝的裂缝产生机理及其修复研究

丰乐混凝土拱坝运行二十多年来,坝体产生了大量裂缝,虽经多次修补处理,但裂缝仍有发展的趋势,严重影响了大坝的整体安全。为分析裂缝产生的机理,研究裂缝修复方案的可行性,首先采用三维有限元法计算分析了坝体和坝基在不同荷载下的拱坝应力和变形规律;采用三维非线性仿真分析方法,分步模拟了拱坝的实际加载过程,计算了丰乐拱坝设计工况下的工作状态,分析了大坝裂缝产生的机理,并提出了上游面喷涂保温材料、下游面挂喷钢纤维混凝土的补强加固方案。为验证该修复方案的合理性,首先按照大坝加固方案计算了三维温度场,为三维应力场分析提供荷载资料;然后采用三维有限元非线性仿真分析法,分步模拟了拱坝的实际加载过程和加固方案的实施过程,计算了加固后坝体在不同工况下的应力和变形规律。利用上述计算结果,综合评价了大坝加固方案的合理性和可行性。加固后的大坝监测资料分析和质量检测结果表明,该裂缝修复方案有效。     

碾压混凝土拱坝的封拱温度与真实温度荷载研究

本文在对RCC混凝土拱坝封拱温度与温度荷载特点分析的基础上，用四座不同坝高的RCC拱坝分别以坝体多年平均温度和由仿真分析计算得到的蓄水时的实际温度作为温度荷载的计算起点，用有限元等效应力法计算不同坝高的坝体应力，根据计算结果讨论不同坝高时RCC大坝的封拱温度与温度荷载。本文主要得出以下结论：1）以多年平均温度作为封拱温度计算温度荷载与仿真方法计算的温度荷载的差距随着坝高的增大而增大。对于100米以上的拱坝应该用仿真分析的方法研究温度荷载，以确定真实的封拱温度。2）不进行二期水冷和封拱灌浆时，对于100m以上的高拱坝，要进行充分论证，一般坝踵可能会出现较大拉应力而引起坝踵开裂。3）对于RCC高拱坝应采用冷却水管和分缝相结合的方式，在蓄水前通过二期水冷使坝体温度下降到设计封拱温度后进行封拱灌浆，以减小运行期的温度荷载。     

土质心墙坝水力劈裂条件分析

采用基于Biot(比奥)固结理论的有效应力分析方法,对雅砻江两河口粘土心墙土石坝两种心墙坡比方案的多种特殊工况进行了比较分析,探讨了水力劈裂的发生条件及其影响因素。计算结果表明:坡比较大则心墙的抗水力劈裂能力较强。此外,对比较极端的坝壳与心墙模量组合情况下和较高蓄水速度情况下坝体的平面应变进行了有限元分析,探讨了坝壳与心墙模量关系及蓄水速度对心墙上游区域的应力分布及大小的影响,进一步探讨水力劈裂发生条件。     

考虑材料非均匀性的Oyuk坝静动破坏模式分析与安全度评价

Oyuk坝是世界上仅有的两座百米级硬填料坝之一。在宏观均质假定的基础上考虑硬填料较为明显的细观非均匀性的影响,基于损伤本构模型对Oyuk坝在正常运行工况以及地震工况下的大坝工作性态进行了分析,采用水荷载与地震荷载超载法,探讨了Oyuk坝在静动条件下的破坏模式与安全度,并与弹塑性本构模型的计算结果进行了对比。研究结果表明:在正常运行工况以及OBE地震工况中,Oyuk坝基本全断面受压,坝体强度安全系数与抗滑稳定系数均较高,坝体基本处于弹性工作状态;大坝存在静力整体失稳的破坏模式,但对水荷载的超载安全度高,且抗震性能好;采用考虑细观非均匀性的损伤本构模型所得大坝的破坏过程与破坏形态比弹塑性模型的模拟结果更贴近实际。     

缅甸道耶坎面板堆石坝蓄水期安全状况分析

面板堆石坝是现阶段国内外运用较多的实用坝型,其大坝蓄水初期是对工程的重大考验。对缅甸道耶坎面板堆石坝蓄水初期的监测资料进行了整理分析,重点对关系到大坝安全运行的堆石体变形、面板挠度变形、面板周边缝变形和大坝渗流4个重要监测物理量蓄水前后的关键数据进行对比,总结了道耶坎面板堆石坝蓄水初期的变形规律。为工程首次蓄水期安全运行提供了科学依据。     

湿陷性地基上心墙土石坝应力变形特性分析

利用非线性有限元法,对某湿陷性地基上土石坝进行结构分析.计算中考虑了渗流的作用和土石料的湿陷效应.研究表明,较为深厚和软弱的地基上的心墙坝的变形分布较一般土石坝复杂,应力分布也相对不规则.当地基伴有湿陷性时,这种复杂和不规则程度会进一步加剧,进而影响大坝的安全性.因此,在对这类大坝进行设计时,应充分考虑这些不利因素.     

双沟水电站面板堆石坝变形反演分析

利用反演预测模型,结合混凝土面板堆石坝原型观测资料,对大坝填筑料的邓肯E-B模型参数进行反演分析,并用反演所得的坝体材料参数及其实际填筑过程进行有限元计算,得到坝体及面板的变形值;利用模型对水库蓄水三年后的变形值进行计算;根据实际监测结果与计算值进行对比,证明了有限元计算结果的合理性。     

锦屏一级特高拱坝工作性态仿真与反演分析

锦屏一级拱坝坝高305 m,运用有限元仿真分析方法模拟了锦屏一级特高拱坝自第一仓混凝土浇筑至蓄水运行全过程,基于监测资料对后期发热温升、坝体与基础弹性模量等主要热力学参数进行了反演分析,并对下一阶段蓄水的工作性态进行了预测。计算结果表明,锦屏一级拱坝后期发热温升约为5~6℃,短期蓄水过程中混凝土和地基弹性模量约为设计初始值的1.65倍左右。在水位上升至1 880 m时,径向最大变形出现在1 730.0 m高程的PL13-4监测点。预测值与监测值吻合较好,证明仿真分析成果能基本反映大坝实际工作性态,分析结果也为其他特高拱坝的设计提供了参考。     

恰甫其海心墙堆石坝反馈分析和安全性研究

按照实际填筑施工和蓄水过程,参考坝体安全监测资料,通过变形和渗流耦合的有限元计算对新疆恰甫其海心墙堆石坝进行了反馈分析.计算采用基于比奥固结理论的有效应力方法及沈珠江双屈服面弹塑性本构模型,计算位移、孔隙压力等与监测结果符合较好.最后假定非常运用条件下的水位骤升、骤降工作条件,对大坝的应力变形及孔隙压力发展过程进行预测,并根据有限元反馈分析和极端情况的预测结果,对坝体的安全性进行了全面考察和评价.     

RCC拱坝的封拱温度与温度荷载研究

在对RCC拱坝封拱温度与温度荷载特点分析的基础上,用4座不同坝高的RCC拱坝分别以坝体多年平均温度和由仿真分析计算得到的蓄水时的实际温度作为温度荷载的计算起点,用有限元等效应力法计算不同坝高的坝体应力,根据计算结果讨论不同坝高时RCC拱坝的封拱温度与温度荷载。计算表明,以多年平均温度作为封拱温度计算温度荷载与仿真方法计算的温度荷载的差距随着坝高的增大而增大。对于100m以上的拱坝应该用仿真分析的方法研究温度荷载,以确定真实的封拱温度;不进行二期水冷和封拱灌浆时,对于100m以上的高拱坝,要进行充分论证,一般坝踵可能会出现较大拉应力而引起坝踵开裂;对于RCC高拱坝应采用冷却水管和分缝相结合的方式,在蓄水前通过二期水冷使坝体温度下降到设计封拱温度后进行封拱灌浆,以减小运行期的温度荷载。