张峰水库大坝初蓄期监测资料分析

山西省张峰水库黏土料心墙堆石坝在初期蓄水后,上游坝壳及心墙受到上游库水和湿化作用产生了变形,同时,坝体的浸润面也将逐渐形成,对大坝初蓄期进行渗流和变形观测是保证大坝安全和验证坝体设计的关键.通过对坝高72.2m的张峰水库黏土斜心墙堆石坝初蓄期坝体变形和渗压等观测资料的综合分析,探讨了大坝初蓄期监测资料分析总结的方法,证明大坝目前工作性态总体正常,可以进一步蓄水,分析结果对类似工程有一定的借鉴意义.     

碾压式沥青混凝土心墙坝应力变形特性分析

基于邓肯张E-B非线性有限元,模拟沥青混凝土心墙坝变形情况。通过计算得出,坝壳料变形量较小,竣工期坝体剪应力水平值相对较低,表明坝体受力较为均匀。满蓄期时,上下游坝壳料均向下游产生一定变形,在上坝壳料与水平推力共同作用下,坝体剪应力水平有所上升,各高程沥青心墙竖向应力均大于对应水压力,表明坝壳料、过渡料与心墙料均满足设计要求,不会发生水力劈裂。为今后评价心墙是否发生水力劈裂提供借鉴思路。     

那榔水库黏土心墙堆石坝施工关键技术要点

黏土心墙是以黏性土料作为坝中央防渗体，对坝体渗透与稳定起控制作用，研究黏土心墙施工技术对坝体稳定有重要意义。以云南广南县那榔水库堆石坝为例，对其黏土心墙筑坝主要研究了心墙料的选取、开采，坝体填筑方案、筑坝材料检测，以及坝壳料、心墙防渗料、反滤料的关键施工技术要点。实践表明：该套施工技术要点科学合理，可有效满足那榔水库粘土心墙堆石坝设计与施工的要求。总结形成了一套完善系统的心墙施工技术方法体系。     

黏土心墙堆石坝变形协调评判指标与各区渗透性能影响研究

针对黏土心墙坝的变形不协调易导致坝体开裂、滑坡等险情发生的问题,对顺河向以及不同材料接触面变形的协调进行分析。结合实际工程,通过数值模拟,开展了运行期库水位下降工况黏土心墙堆石坝变形协调分析,提出了顺河向不同材料接触面变形协调的离散系数评判指标,分析了库水位下降情况下黏土心墙坝内部变形协调性与对各区渗透性能的影响。结果表明:(1)反滤层接触面上顺河向变形主要受到心墙与坝壳料渗透性能的影响,与心墙渗透系数成正比、与坝壳料渗透系数成反比,反滤层渗透性能对接触面变形协调的影响小;(2)黏土心墙料、反滤层Ⅰ、反滤层Ⅱ及坝壳料渗透系数分别为5.00×10~(-7) cm/s、3.27×10~(-3) cm/s、1.00×10~(-2) cm/s、6.84×10~(-2) cm/s时,实例工程的沉降变形及顺河向变形最为协调。     

阿尔塔什水利枢纽工程混凝土面板堆石坝抗震工程措施及静、动力有限元计算分析

鉴于强震区200 m级超高混凝土面板堆石坝所面临的变形控制难、坝体抗震等级高、砂砾石覆盖层深厚等诸多设计难点,结合阿尔塔什混凝土面板堆石坝坝体结构、坝壳料设计,借鉴已建工程经验提出抗震工程措施。通过建立坝体、覆盖层的三维有限元模型,堆石料静力本构分析采用邓肯张E-B模型,动力本构分析采用等效黏弹性模型,分析了考虑抗震工程措施的坝体抗震能力。结果表明:坝体在竣工期、正常运行期、正常运行+地震三个工况下的变形规律合理。混凝土防渗墙和面板结构中最大拉、压应力均可满足所选混凝土材料的规范要求。坝顶下游坝坡设置浆砌块石护坡后可有效减弱该区域局部动力剪切破坏和浅层滑移。坝顶上、下游边坡布置阻滑钢筋网以及适当提高填筑料的相对紧密度、孔隙率,可以有效提高大坝坝坡的抗震稳定性和坝体抗震能力。研究成果以期为今后300 m级面板堆石坝工程设计上提供借鉴。     

两种坝型的土石坝静力特性分析比较

通过静力等参四节点有限元法计算程序对某在建水库粘土直心墙和斜心墙堆石坝两种坝型的坝体在竣工期和运行期坝体的变形、应力及坝体的稳定性进行了计算分析，从应力、变形和安全的角度对两种坝型的优劣进行了比较分析，可以为类似工程提供参考。     

较软岩风化料作为坝壳料筑坝应用实例分析

西南地区地质条件多为泥质粉砂岩，兴建水库期间会产生大量的此类开挖料，如何利用好此类开挖料对工程的水保、环保以及工程投资等方面都有重大影响。以拟建普格水库工程实例为研究对象，对比了黏土心墙风化料坝和混凝土面板堆石坝2种方案，发现黏土心墙风化料坝在地质条件、筑坝材料、施工技术要求、投资方面具有明显的优势。同时，对黏土心墙风化料坝采用GeoStudio-SEEP/W有限元分析法进行渗流计算，在各种计算工况下，最大坡降均小于允许渗透坡降，满足渗透稳定要求；根据毕肖普法，采用GeoStudio-SLOPE/W进行稳定计算，大坝上、下游坝坡抗滑稳定安全系数均满足规范要求。因此，合理进行坝体分区，在坝体适当部位充分利用软岩开挖料，在结构上是安全可靠的，并且经济效果较为明显。     

300m级超高斜心墙和直心墙堆石坝应力变形分析

为了优化设计和安全评价,对某300 m级超高直心墙堆石坝和作为比较方案的斜心墙堆石坝进行了三维有限元应力变形计算。对坝体堆石料采用邓肯张E-B非线性弹性模型,对高塑性黏土与混凝土结构接触面采用Goodman单元模型,分43级荷载对坝体的施工和蓄水过程进行模拟,比较分析两种坝型在蓄水期坝体和心墙的应力和变形性状。结果表明,相对直心墙方案,斜心墙方案计算所得坝体的最大水平位移相对较小,垂直沉降较大。斜心墙方案下心墙两岸坝肩处高应力水平区域有所减小,可以适当改善心墙上游面单元的应力和变形条件。斜心墙方案下心墙的拱效应相对较弱,其抗水力劈裂的性能稍好。     

苗尾水电站砾质土心墙堆石坝设计

苗尾水电站砾质土心墙堆石坝,工程场地地震基本烈度为VII度,地形地质条件复杂。坝壳料主要采用的溢洪道开挖料,岩性偏软,粒型偏差;心墙砾质土料料源复杂,天然含水率变化大。结合"基础地质条件差、地震烈度高、土料含水率变化大和坝料岩性偏软"等工程特点和难点,从坝基处理设计、坝体结构设计、筑坝材料设计和抗震措施设计等方面进行了大量的专题研究。目前坝体监测成果表明坝体沉降变形、应力应变符合一般规律且数值合理,大坝安全是有保障的。     

新疆恰甫其海黏土心墙坝运行期安全监测分析

阐述了恰甫其海水库黏土心墙坝在施工期和运行期黏土心墙、坝壳料的沉降变形规律和特征值,对心墙和坝壳料的施工质量进行了初步评价;分析了坝体、坝基、坝肩蓄水前后和运行期的渗流变化情况,对黏土心墙的工况和帷幕阻水效果进行了初步评价,并对心墙蓄水前后和运行期的土压力做了定性分析.     

砂土ＵＨ模型在土石坝有限元分析中的应用

利用砂土ＵＨ模型对两岔河水库工程心墙堆石坝进行了应力变形三维有限元计算,分析了坝体在竣工期和满蓄期的应力变形特性。结果显示:坝体在竣工期和满蓄期的最大沉降分别为７３．８ｃｍ和７７．７ｃｍ;坝体在竣工期和满蓄期的大主应力、小主应力均存在拱效应,大主应力的拱效应更显著,心墙内小主应力均为正,未出现拉应力;竣工期和满蓄期防渗墙左右两侧小主应力出现了拉应力区,防渗墙最大拉应力和压应力均在混凝土强度容许范围内。大坝应力变形的计算结果符合心墙堆石坝应力变形一般规律。有限元计算结果均在合理范围内,表明砂土ＵＨ模型在土石坝工程中有较好的适用性。     

三峡茅坪溪沥青混凝土心墙堆石坝应力变形分析

茅坪溪沥青混凝土心墙堆石坝是三峡工程挡水建筑物的重要组成部分。为了研究坝体及心墙在施工和蓄水条件下的工作性状,分别使用邓肯Eμ模型和清华非线性解耦KG模型,对茅坪溪沥青混凝土心墙堆石坝进行了应力和变形的有限元计算分析。计算中对心墙沥青混凝土使用了参照现场钻孔芯样试验成果修正后的强度和变形参数。根据计算结果,坝体及心墙的应力和变形值均处在合理范围之内,表明茅坪溪防护坝采用沥青混凝土心墙堆石坝坝型,并利用现场开挖料分区填筑的坝体设计方案是合理和可行的。通过对比分析,还对坝体的施工程序提出了建议。     

沥青混凝土心墙坝力学性能数值模拟研究

针对新疆某沥青混凝土心墙堆石坝进行了有限元数值模拟计算,坝体主应力和心墙轴线主应力比的计算结果表明:堆石体坝壳大、小主应力最大值均出现在坝底部中轴线两侧;满蓄期上游坝壳的大、小主应力比竣工期小;随着坝高的增加,沥青混凝土心墙的主应力比有增大趋势。根据计算结果对心墙的水力劈裂进行了判别,结果表明:心墙竖向应力均大于水压力,沥青混凝土心墙不会发生水力劈裂。     

“635”砂砾石粘土心墙坝蓄水初期上游坝壳浸水变形分析

利用沈珠江院士提出的"南水"双屈服面弹塑性模型和笔者通过试验得出的浸水变形计算经验公式,对"635"砂砾石料心墙坝蓄水初期上游坝壳料变形进行有限元计算,并与大坝实测资料进行对比,结果表明:在计算蓄水初期坝体变形时,考虑上游坝壳料砂砾石料浸水变形特性后,其计算结果与坝体的实际变形相吻合;在坝体设计过程中,能准确预计坝体蓄水初期的变形对合理选择筑坝材料和保证水库蓄水期运行安全至关重要.     

砾质土心墙料蠕变对坝体应力变形的影响

针对砾质土蠕变特性的研究成果较少,原因在于砾质土含有大量渗透性较低的细粒,大试样固结排水效果差,难以获得较好的蠕变试验成果。采用在砾质土大型三轴试样中钻孔灌砂以加速试样的排水固结的方法,进行了某高土质心墙堆石坝砾质土心墙料的蠕变试验,获得了砾质土心墙料的蠕变模型及参数,建立了高心墙坝的三维有限元模型,采用非线性有限元研究了砾质土心墙料蠕变特性对坝体应力变形的影响。研究成果表明:九参数幂级数蠕变模型能较好地描述砾质土的蠕变特性;上、下游坝壳的蠕变对心墙自身变形的影响较小,需要在坝体应力变形计算中考虑心墙料蠕变的影响;当心墙料的蠕变速率快于周围堆石体时,蠕变效应会进一步增加心墙拱效应,反之,蠕变效应会减小心墙拱效应。     

糯扎渡心墙堆石坝设计

糯扎渡心墙堆石坝最大坝高261.5 m,为强震区建设的超高心墙堆石坝,具有上下游坝坡较陡、地形地质条件复杂,天然土料颗粒级配细、粘粒含量偏高等特点。根据工程特点,从坝料、坝体结构、抗震措施、坝基处理等方面进行了设计。糯扎渡工程特有的设计主要有防渗土料采用人工掺砾石土料、上游坝壳采用含软岩堆石料填筑、坝体顶部采用堆石内加不锈钢钢筋的抗震措施、坝基构造软弱岩带采用高压干磨细水泥固结灌浆等。     

心墙掺砾黏土料静力本构模型的对比分析

掺砾黏土广泛应用于高心墙堆石坝,掺砾黏土本构对大坝的数值模拟至关重要,但目前对于掺砾黏土本构适用性的研究较少。研究采用广义塑性模型以及邓肯E-B模型,分别标定了某300m级高心墙坝掺砾黏土料的静力计算参数,并结合该高坝进行二维有限元静力计算,同时分析两种模型下心墙在填筑期与蓄水期的竖向变形。结果表明邓肯E-B模型参数简单,计算结果偏于安全,而广义塑性模型参数复杂,计算结果偏于精确。更多还原     

金峰水库沥青混凝土心墙堆石坝坝壳料流变及其湿化变形

金峰水库挡水坝坝型为沥青混凝土心墙堆石坝,最大坝高为88m。坝体从上游至下游分别为上游石渣料区、上游过渡料区,沥青混凝土心墙料区、下游过渡料区、下游竖向排水带、下游石渣料区及水平排水带。由于坝壳料采用全断面软岩~极软岩筑坝,软岩软化系数低,湿化和流变变形显著,如其变形过大,可能造成防渗体系变形过大,使得防渗体产生裂缝,从而影响其防渗性能及工程的安全运行。     

新疆托帕水库沥青混凝土心墙坝应力变形分析

采用三维非线性有限元软件，用邓肯E-B模型作为坝体及心墙的本构模型，根据心墙模型参数室内三轴试验结果，对托帕沥青混凝土心墙堆石坝进行应力变形分析，模拟大坝施工和蓄水过程，分析坝体沉降过程及心墙水力劈裂可能性。结果表明：坝体在竣工期最大沉降值为26.8 cm,现场监测最大沉降为20.5 cm,计算模型准确；预测蓄水期坝体的沉降为27.6 cm,其占最大坝高0.45%,小于1%,坝体沉降符合规范要求；心墙与上、下游过渡料之间变形不协调，最大沉降差分别为5.4 mm和7.3 mm,导致内部存在拱效应，但其上游面最小主应力大于水压力，其发生水力劈裂的可能性极小。     

官帽舟水电站软岩筑坝技术的成功探索

泥质粉砂岩湿化变形明显,官帽舟水电站沥青混凝土心墙坝首次尝试在上游水下填筑区采用泥质粉砂岩填筑,软岩开挖料占总填筑量50%以上。工程已经蓄水运行19个月,坝体渗透稳定;坝体表面和内部变形稳定,说明官帽舟水电站沥青混凝土心墙坝采用软岩筑坝技术是成功的。通过合理的坝体分区设计,控制泥质粉砂岩的压实标准,首次提出了初期蓄水前预沉降稳定期,成功解决了坝高100m级的沥青混凝土心墙坝的软岩填筑坝壳的变形问题,可供类似工程借鉴。