混凝土面板堆石坝面板裂缝成因及防治

混凝土面板堆石坝的面板裂缝一直是面板施工中的一个难题,如何优化面板混凝土设计与施工,减少裂缝的产生;如何有效地处理已产生的裂缝,对今后的面板混凝土设计与施工有着非常重要的意义。     

方溪面板坝面板缺陷渗流特性及静动力稳定性数值模拟研究

针对目前面板缺陷下的面板坝渗流特性及静动力稳定性研究较少的问题,以方溪面板坝为例,利用Geo-studio软件建立了面板及缺陷有限元计算模型,数值模拟了不同缺陷情况及不同库水位情况下的面板坝动静力渗透稳定性,得到了坝体内部浸润线变化及坝体上下游的静动力安全系数变化规律。计算结果表明,缺陷的产生使面板处出现了渗漏通道,较完整面板来说大大抬升了面板坝内部的浸润线,主要浸润线抬升部位在靠近面板处,在下游坝坡处浸润线区别则较小;缺陷尺寸越大且缺陷高程越高,浸润线的高程越高,坝体渗漏量越大,但缺陷尺寸的影响小于缺陷高程的影响;上游坝坡的静力安全系数整体上随库水位的升高而上升,下游坝坡则相反。库水位水平高于缺陷高程时,缺陷高程越高,缺陷尺寸越大,安全系数则越低,同时上游坝坡的静力安全系数大于下游坝坡的静力安全系数;缺陷面板遇上地震工况时,上下游坝坡整体安全系数明显下降,下游坝坡在部分工况下处于失稳状态。研究成果对于面板坝灾害防治有一定积极意义。     

紫坪铺混凝土面板堆石坝地震剪胀特性探讨

为判断混凝土面板堆石坝地震后体积剪胀或剪缩问题,基于紫坪铺混凝土面板堆石坝汶川地震前后坝体若干测点的实测数据,根据4个节点构成的单元面积进行变形统计分析,对坝体单元的剪胀剪缩特性进行了探讨。分析了断面D0+251和D0+371的水平位移、竖直位移及各单元的面积变化,得到混凝土面板堆石坝地震变形规律为坝体断面缩小、坝体边坡向内部收缩,尤以最大断面附近收缩较为明显,且随坝体高程降低收缩量减小;坝体不同部位单元面积的变化与其所处位置和周围的应力状态相关,坝体整体上各个单元面积减小,而处于坝顶附近和边缘的个别单元由于顶部面板脱空和单元面积剪胀引起面积增大,从而为今后的施工设计和计算校核提供了依据。     

三板溪面板堆石坝面板裂缝成因分析

采用钢筋应力计、无应力计、应变计、温度计、裂缝计等监测仪器对三板溪混凝土面板堆石坝进行监测,研究三板溪混凝土面板堆石坝在施工期和运行期的应力、变形分布规律,分析混凝土面板产生结构性裂缝的可能原因。监测资料分析结果表明:导致面板水平施工缝挤压破损的直接原因是面板水平缝缝面压应力过大和结构上的缺陷;从外部运行环境看,首次蓄水水位上升过快引起大坝变形速率过大,面板偏心受压,最终导致面板水平缝挤压破损。     

董箐混凝土面板堆石坝地震响应特性研究

针对董箐混凝土面板堆石坝的抗震安全性要求,采用三维非线性动力有限元方法,考虑堆石料的动力非线 性及地震时坝体动水压力作用,采用等效线性模型求解坝体的地震反应,获得了该坝在EI-Centro地震波作用下及 峰值加速度时坝体和面板的加速度反应、位移反应、应力反应、垂直缝与周边缝位移反应及坝体地震残余变形等 地震动力反应特性,揭示了董箐面板堆石坝的地震反应规律与特点,分析了坝体的抗震安全性,论证了设计方案 的合理性。     

面板坝三维有限元模型接触单元的自动生成及应用

根据面板堆石坝典型的趾板结构布置方式,研究了面板坝趾板建于覆盖层上和基岩上两种情况下接触面和接缝的特点,在控制断面超单元自动剖分法生成不带接触单元的三维有限元模型的基础上,提出了追加接触单元的网格自动生成方法,并编制了相应程序.利用该自动生成程序,建立了某面板坝的三维有限元模型,计算分析了其接触单元的变形量,计算结果符...     

海甸峡面板堆石坝高趾墙性态计算研究

根据初步设计布置方案，对海句峡面板堆石坝及其高趾墙的工作性态进行三维有限元计算研究，详细分析了高趾墙的变形、应力等工作性态，论证了高趾墙设计方案的合理性。     

基于不同流变模型的面板堆石坝堆石流变特性研究

为了研究堆石料的流变特性,更好地预测坝体位移的发展趋势,以猴子岩面板堆石坝工程为例,基于全量流变模型与增量流变模型,采用免疫遗传算法对堆石料流变参数进行反演,并对比分析了两种流变模型的计算结果。结果表明,两种流变模型计算差异较大,其中全量流变模型计算的流变量从坝基到坝顶逐渐增加,流变极值位于坝顶,而增量流变模型计算的流变量比全量流变模型大,极值位于坝体中部,更符合实际观测情况;同一高程上的不同位置,全量流变模型计算的流变量相差不大,增量流变模型计算的流变量为中间大、两侧逐渐减小,更符合坝体沉降分布规律。     

面板堆石坝垂直缝失效后集中渗流特性研究

面板坝结构缝是大坝防渗体系的重要组成部分,也是最薄弱环节,其一旦失效对大坝安全影响巨大。以某面板堆石坝为例,运用有限元计算方法,对垂直缝失效位置、缝宽、缝长及垫层区渗透系数等典型特征进行模拟分析,分析了止水失效后渗流场规律及其渗透稳定性。结果表明,单缝失效时,垂直缝位置、缝宽、缝长及垫层渗透系数等与各渗流控制要素呈正相关,其中缝长及垫层渗透系数的相关性最显著;多缝同时失效时,开裂面板处流量可应用单缝失效结果求和计算而得,且结果偏于安全。同时,建议垫层渗透系数宜取1×10^-5m/s或略小。结果可为类似工程设计、施工提供参考。     

混凝土面板堆石坝高趾墙动力性态计算研究

采用三维非线性动力有限元方法，对甘肃海甸峡水电站的面板堆石坝和高趾墙的动力反应特性进行计算研究．详细分析了高趾墙的动力应力变形规律，论证了该设计方案高趾墙布置的合理性。     

高土石坝动力反应研究

针对复杂超高应力条件下粗粒筑坝材料的动力变形特性较复杂问题,采用反映粗粒筑坝材料振动硬化特性的动力模型及考虑初始固结围压影响的粗粒料动力残余变形模型,利用试验动孔压比与动剪应力比关系曲线计算动孔压的方法研究了高土石坝的动力反应特性.计算结果表明,大坝遭遇场地谱人工波的最大水平向加速度反应为3.97 m/s2,位于坝项部位;暨直向地震永久变形占坝高的0.17%;受水库蓄水的影响,坝体上游坡的永久变形较下游坡更明显;地震过程中坝体心墙料、反滤料和坝基砂层的动孔压比均小于0.3,不会发生液化;建造于基岩上的高土石坝具有良好的抗震性能.     

JATIGEDE粘土心墙堆石坝及其溢洪道非线性动力响应分析

由于JATIGEDE粘土心墙堆石坝的溢洪道直接建立在散粒体上,同时边墙直接与粘土心墙相接,因此大坝及坝体与溢洪道接触面在地震荷载作用下的响应特性将影响大坝的安全运行。对此,基于E-B模型静力有限元计算,利用非线性动力有限元原理对JATIGEDE粘土心墙堆石坝进行动力响应分析,研究了其坝体动应力、动位移及接触面动力稳定性等。结果表明,在地震作用下,大坝整体地震响应并不强烈,但坝顶出现了明显的“拱效应”,需采取相应工程措施。     

挤压边墙对面板堆石坝结构性态的影响分析

为深入了解挤压边墙施工对面板及堆石体应力和变形的影响,以柬埔寨某混凝土面板堆石坝为例,采用三维非线性有限元法建立了坝体三维有限元模型,对比分析了采用传统施工法与挤压边墙施工法时大坝应力和变形的变化规律,研究了挤压边墙对堆石体和面板应力和变形的影响。结果表明,正常蓄水位工况下采用挤压边墙施工对堆石体的应力和变形影响不明显;混凝土面板的顺坡向压应力减少约400kPa,拉应力区明显减小,拉应力值减少约800kPa,面板挠度减少约20mm,可见面板的受力状态和挠度有较大改善。     

分期填筑对高面板堆石坝应力变形的影响研究

针对分期填筑对高面板堆石坝坝体和面板的应力变形产生的重要影响,以清江水布垭面板堆石坝为例,采用有限元软件ANSYS二次开发研究了分期填筑对高面板堆石坝应力变形的影响,并提出了减少面板脱空的对策,为高坝的建设提供参考.     

基于GeoStudio的土石坝动力安全复核

针对国内水库大坝地震监测系统不完善、不利于现阶段土石坝动力分析理论安全复核,采用Geostudio软件,结合邓肯E-B模型分析了英菲尔尼罗黏土心墙堆石坝静动力非线性、边坡稳定性及沉降量分布规律,并进行了震害对比验证.结果表明,该方法与实测值吻合,可验证动力分析理论与方法的合理性.     

堆石坝坝顶行车二维动力响应分析

为了验证面板堆石坝坝顶通车的可行性,采用大型非线性有限元软件ABAQUS,对通车荷载作用下的堆石坝坝顶（帷幕灌浆加固后的）动力响应进行了分析,研究了坝体在不同水位、不同车速条件下的大坝动力响应规律,并分析了灌浆区材料的敏感性。结果表明,在相同水位条件下,灌浆区的动应力随车速的增大而增大;帷幕灌浆区的最大动主拉应力随灌浆区材料强度的降低而减小;在一定车速条件下,堆石坝坝顶通车对坝体产生的变形很小,产生的动主拉应力不足以使灌浆区产生裂缝,说明堆石坝坝顶通车的方案是可行的。     

那兰水电站面板堆石坝变形反馈分析

合理确定覆盖层和坝体的本构模型参数对正确预测覆盖层上面板坝应力应变特性十分重要.结合那兰水电站面板堆石坝变形观测资料及覆盖层大型载荷试验结果,采用“南水”双屈服面弹塑性模型反馈分析了坝体和覆盖层的本构模型参数,并采用反馈所得参数进一步分析了坝体的应力变形分布情况.结果表明,采用反馈分析参数计算所得的坝体变形与相应的实测值吻合较好.