丹江口大坝加高工程右岸转弯坝段锯缝方案研究

丹江口大坝右岸混凝土坝转弯坝段在平面上呈凸向下游的反弧形,在气温长期影响下出现周期性变形.为消除该坝段对坝体稳定及应力不利的变形,并确保帷幕防渗质量,设计确定采用消除横缝间连接的"锯缝"方案,解决反拱反向变位和缩小坝踵拉应力范围.经生产性试验,本项目采用了水平钻孔、绳锯切割的施工方案,设备选型正确,施工效率相对较高,切割出来的横缝能够满足设计要求.     

RCC重力坝地质缺陷坝基处理方案优化及加固效果评价研究

笔者针对RCC重力坝地质缺陷坝基开展处理方案优化和评价研究,采用有限元超载法对碾压混凝土重力坝的坝基接触面应力、位移及坝体破坏进行分析。研究表明:随着超载系数的增大,坝基接触面上游部位的拉应力和下游部位的压应力均增大,且坝踵拉应力增长幅度大于坝趾压应力的增长幅度。同时,坝基竖向位移增大,坝踵与坝趾的位移差也随着超载系数的增大而增大。地基接触面位移量值增大及上下游变形差异的增大都会导致坝体塑性区的发育和扩展,不利于坝体的稳定性。基于不同地基处理方案下坝基位移、坝踵与坝趾位移差异性比较可知:地基处理方案四的加固效果较其他三种处理方案更能有效提高坝基的承载能力和稳定性。     

混凝土坝坝体配筋抗震措施研究

已有研究表明,对混凝土坝抗震采用线弹性分析得到的最大拉应力远大于混凝土的抗 拉强度,在强震作用下,坝体将不可避免地产生开裂。本文以拉压应力损伤因子为内变量,采用混凝土塑性损伤模型,分析了坝体在地震荷载作用下的刚度退化以及在多维应力状态下拉应力引起的损伤破坏。在抗震措施方面,文中研究了塑性损伤模型的配筋模拟,并针对印度Koyna坝的震害情况,根据配筋前的塑性损伤分析,设置了两种不同的配筋方案,据此进行了塑性损伤动力分析,给出了配筋前后坝体的拉应力损伤因子分布及坝顶动位移响应。通过计算比较了配筋前后坝体的拉应力损伤因子分布范围及坝顶动位移响应,结果说明,配筋抗震措施能够明显地减小坝体损伤区的范围,显著限制坝体损伤区的扩展与贯穿,有效地改善了坝体的抗震性能。     

面板堆石坝加高离心模型试验研究

汤浦水库东、西主坝为建于软基上的混凝土面板堆石坝,拟采用空心箱体和堆石体方案进行大坝加高,坝高、水位的增加会改变坝体、坝基、面板的应力和变形。采用土工离心模型试验技术研究不同方案下坝体、坝基、面板的应力和变形特性,探讨加高方案的可行性。东、西主坝现状坝体经15 a 的运行,大坝工作性态良好,整体稳定安全。东、西主坝空心箱体加高和东主坝堆石体加高后,坝体及坝基沉降、面板应力增量不大,且很快稳定,面板顺坡向应力大部分为压应力,坝顶附近可能出现很小的拉应力,均小于混凝土强度,上、下游坝坡稳定。西主坝堆石体加高后,坝体及坝基沉降、面板应力有一定的增大,面板顺坡向应力大部分为压应力,小于混凝土抗压强度,坝顶附近可能出现一定的拉应力,上、下游坝坡稳定。试验结果表明,2种加高方案均可行,但空心箱体加高方案优于堆石体加高方案。     

官帽舟水电站沥青混凝土心墙混合坝静力研究分析

官帽舟沥青混凝土心墙混合坝最大坝高109 m,坝体下游干燥区尽可能充分利用泄洪开挖利用料。根据筑坝材料试验参数,采用邓肯一张模型,进行三维非线性坝体静力研究分析,坝体最终沉降较小,坝体变形适度,沥青混凝土心墙顺河向位移很小,坝体的应力水平合理,沥青混凝土拉应力小于拉伸强度,说明沥青混凝土不会发生水力劈裂破坏。官帽舟沥青混凝土心墙混合坝能较充分利用泄洪开挖的软岩利用料,合理可行。     

坝肩岩体地震残余变形对小湾拱坝安全影响

用有限元模拟拱坝坝体、非连续接触单元模拟坝肩，计算了在设计地震荷载作用下小湾拱坝坝肩残余位移和坝体应力。以拉应力达到坝体混凝土抗拉强度为控制标准，得出坝肩岩体的动力稳定安全系数。计算结果表明，小湾拱坝坝肩仍具有一定的安全度。     

小山口水电站砂砾石面板坝三维静、动力有限元计算分析

鉴于小山口水电站为软岩基础,坝体较长,且混合坝接头部位非常复杂。为了解决该坝体面临的变形控制难、坝体抗震等级高等设计难题,结合砂砾石面板坝结构、坝壳料设计,通过构建三维有限元模型,该模型包括坝体、泥岩和沙质泥岩基础组成。在静力本构分析中,采用了非线性邓肯E-B模型,而在动力本构分析中,则使用了等效线性粘弹性模型。通过这个模型,对坝体的应力和变形进行了全面系统的研究和分析,同时对坝体的抗震性能和抗震稳定性进行了验证。结果表明,在各种工况下坝体所表现出的变形规律合理。同时在混凝土面板最大拉应力和压应力都符合所采用混凝土材料的允许应力要求,坝体的抗震性能和抗震稳定性满足规范要求。     

坝体与背管结构相互作用分析

基于李家峡坝体径向变位观测资料,用三维非线性有限元分析坝体与坝后背管结构的相互作用.结果表明:坝体变位使背管上弯段附近外包混凝土产生0.0～2.33 MPa的轴向拉应力,使管腰产生0.2～3.1 MPa的剪应力,使背管与坝体接缝面产生0.05～1.20 MPa的剪应力;背管对坝体有很小的支撑作用,管内内水压力使坝体有向下游变形的趋势,但对坝体应力的影响不大.因此,坝体变位和管内内水压力分别是背管产生轴向拉应力和环向拉应力的主要因素.     

大坝内开槽置换混凝土温度变化影响分析

结合某混凝土坝坝内开槽置换混凝土加固方案,考虑坝体纵缝、坝体不同材料分区、防渗墙分层开挖和浇筑施工方式、新浇筑防渗墙混凝土热学参数随龄期变化、施工工期等因素的影响,进行温度应力评价.研究表明,由于施工范围相对于整个坝体较小,新浇混凝土对坝体整体温度场影响不大,但坝内施工导致坝体温度和应力都发生了一定的变化.     

寮望岽水库砌石拱坝防渗加固设计

寮望岽水库为单曲砌石拱坝,在该水库除险加固中,坝体迎水面采用喷射钢纤维混凝土方案解决坝体渗漏问题;在坝体上游侧两坝肩、坝基采用帷幕灌浆并增设混凝土盖板解决坝肩绕坝渗流、坝基渗漏等问题.除险加固后,消除了大坝多年的隐患,确保水库的安全运行.     

寮望岽水库砌石拱坝防渗加固设计

寮望岽水库为单曲砌石拱坝,该水库除险加固中,坝体迎水面采用喷射钢纤维混凝土方案解决坝体渗漏问题;在坝体上游侧两坝肩、坝基采用惟幕灌浆并增设混凝土盖板解决坝肩绕坝渗流、坝基渗漏等问题.除险加固后,消除了大坝多年的隐患,确保水库的安全运行.     

碾压混凝土重力坝的温度应力与温度控制

系统地研究了碾压混凝土重力坝的温度应力与温度控制问题。碾压混凝土的抗裂能力低于常规混凝土，碾压混凝土重力坝内部降温很慢，其有利的一面是，内部降温结束时，坝体早已竣工，自重和水压力的作用可使坝体内部的拉应力显著降低；其不利的一面是，内外温差较大，冬季在坝体上下游表面会产生较大的拉应力，可能引起水平或铅直裂缝．由于通仓浇筑，上下层温差在碾压混凝土重力坝内可能引起较大的拉应力，冬季孔口内的水温或气温通常远低于实体重力坝的稳定温度，坝内孔口在坝体内部可能引起较大的拉应力．文中给出了三峡碾压混凝土重力坝的温度应力计算结果．     

基于模型试验的非溢流重力坝应力应变分析

采用模型试验法对某水利枢纽工程非溢流重力坝横断面上的应力和位移进行了试验研究,结果表明:坝体上游面出现了显著的拉应力集中现象,最大值出现在坝踵处,同时下游面出现了较大的竖直压应力,最大值出现在坝趾处,但应力值均小于坝体混凝土和地基的抗拉及抗压强度;坝体位移处于弹性状态,大坝运行状态较为正常.     

小湾拱坝二期冷却方案温控措施对比分析

分期进行加水冷却混凝土的方法是高拱坝施工中非常重要的温控措施,对小湾拱坝施工中2种二期冷却方案进行了对比分析研究。结果显示：直接进行冷却的二冷方案可能会导致坝体出现较大的温降梯度,使得坝体部分高程出现较大的拉应力;而采用过渡方法的二期冷却方案一定程度上消除了坝体沿高度方向的温度梯度过大现象,并且对减小坝体拉应力有较显著的效果。实践证明,二期冷却过渡方案已取得了较好的效果。     

重力坝分层浇筑模拟对应力变形结果影响分析

在高混凝土重力坝坝体变形和应力状态数值分析中，是否考虑混凝土分层浇筑过程和分步施加自重荷载对其计算结果有重要影响。利用有限元分析软件ANSYS的单元生死功能，模拟大坝浇筑过程，分步施加自重荷载，得到施工期坝体的变形和应力状态，并与一次性施加自重荷载方式的计算结果比较，研究混凝土分层浇筑对坝体变形和应力的影响。结果表明，一次性施加自重荷载的方式使坝体倾向上游的变形增大，坝踵压应力和坝趾拉应力增大；而考虑混凝土分层浇筑过程得出的坝体变形和应力结果更加符合实际。     

东垄水库砌石拱坝除险加固设计

东垄水库为单曲砌石拱坝，该水库除险加固中，坝体迎水面采用喷射钢纤维混凝土方案解决坝体渗漏问题；在坝体上游侧两坝肩、坝基采用惟幕灌浆并增设混凝土盖板解决坝肩绕坝渗流、坝基接触带渗漏严重等问题。除险加固后，消除大坝多年的隐患，确保了水库的安全运行。     

丰乐双曲拱坝加固方案三维有限元仿真分析

丰乐双曲拱坝运行多年后出现了严重裂缝,本文对该坝加固方案坝体的变形和应力进行了三维全过程有限元仿真分析。分时段模拟了地基应力、坝体自重应力、水沙荷载的分级加载,考虑了裂缝的影响、加固钢纤维混凝土及保温材料效果。计算方案能真实模拟加固方案中坝体的实际应力状态。通过加固前后坝体应力对比分析,论证了加固方案的可行性和合理性,并提出了加固方案施工时的一些建议。     

恒山拱坝除险加固方案研究

恒山水库是兼有供水和防洪的多功能水库,其挡水坝是我国第一座实验性双曲拱坝。由于坝体及左坝肩存在安全问题,2004年被核定为三类病险水库。本文通过对恒山拱坝除险加固方案的研究,明确了大坝存在坝体拉应力超标及左坝肩抗滑不满足规范要求的问题,提出了解决问题的方案,重点研究了坝体、坝肩同时加固的方案,在对坝体下游加厚3个方案(薄层加厚、厚层加厚及局部厚层加厚方案)及左坝肩预应力锚索、抗滑混凝土塞方案的综合比选后,推荐采用坝体厚层加厚和坝肩混凝土抗滑塞的处理方案。     

万家沟拱坝除险加固方案研究

万家沟水库挡水坝为混凝土双曲拱坝,水库于1997年建成,运行近20年,存在诸多不安全隐患。2009年被鉴定为三类病险坝。通过对万家沟拱坝坝体应力的复核及除险加固方案的研究,明确了大坝存在坝体拉应力超标等问题,提出了解决问题的方案,研究了坝体3个加固的方案(恢复保温层、重力坝加固、拱坝加固),综合比选后,推荐采用拱坝加固处理方案。     

叶巴滩堆石混凝土二道坝温度应力仿真分析及温控措施研究

对位于高海拔地区的叶巴滩堆石混凝土二道坝工程开展全坝段温度应力仿真分析,重点研究大坝横缝分缝措施和混凝土表面保温措施对坝体温度应力的影响。结果表明：结构分缝措施可以降低坝体内部拉应力,设置1条横缝即可有效控制坝体内部高拉应力区范围,并使应力极值降低约0.8 MPa;混凝土表面保温措施可在秋冬季节显著降低大坝表层混凝土温降幅度,减小表层温度应力水平,使应力极值降低约0.6 MPa;叶巴滩二道坝设置1条横缝并采取表面保温可满足施工期温控要求。