白鹤滩水电站高拱坝抗震措施设计研究

白鹤滩水电站拦河坝为椭圆线型混凝土双曲拱坝,最大坝高289m。工程场址区的地震基本烈度为Ⅷ度,基岩水平地震动峰值加速度为451gal,设计地震水平加速度达406gal,校核地震水平加速度高达481gal,同时坝基地质条件复杂,两岸地形不对称,坝身孔口多,其抗震措施设计难度较大。通过在设计过程中进行的大量抗震措施研究,提出了包括“设置垫座与扩大基础结构、配置坝面抗震钢筋、加强基础锚固与灌浆处理、软弱结构面置换处理”等综合的抗震措施。     

白石水库泄洪排沙底孔水工布置及配筋设计

白石水库位于辽宁省西部大凌河干流上．为了减少库区泥沙淤积，延长水库寿命，在河床右侧集中布置12个4m×7m的泄洪排沙底孔．为了减轻泥沙对底孔检修门槽的磨蚀，将底孔事故检修门布置在喇叭段进口，以利减小流速．为了避免泥沙对底孔的堵塞，将工作门布置在洞身平直段前缘．在底板及侧壁一定高度采用了硅粉混凝土，以增加洞壁的抗磨蚀能力．白石水库坝址气候条件属于严寒地区，对于底孔在考虑温度荷载时，如何进行配筋设计是值得商榷的一个问题．底孔配筋是以全过程粘弹性空间有限元仿真计算为依据，并考虑了其它条件如方便施工与否、内外部保温情况等进行了配筋设计，配筋量介于保温和不保温之间．     

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。     

高拱坝应力控制标准研究

通过对影响拱坝应力控制标准的各项因素进行较深入的分析，提出了一套新的拱坝应力控制标准，克服了现行拱坝设计规范中的缺点，提出了拱坝的应力水平系数D和安全水平系数J作为拱坝体形的宏观判断指标，能更好地反映拱坝的安全度。通过大量的模型试验和非线性有限元分析，研究了孔口配筋对裂缝开度，深度及拱坝安全度的影响，提出了合理的配筋方式和新的拱坝孔口结构配筋公式。     

白鹤滩水电站特高拱坝设计关键技术研究

白鹤滩坝址两岸地形地质条件不对称,坝基中下部出露特殊的柱状节理玄武岩,断层、层间层内错动带发育,岸坡卸荷发育强,坝址地震烈度高。针对复杂的工程地质条件和高标准建设要求,白鹤滩拱坝设计研究围绕坝址坝线选择、不对称拱坝、坝基处理、建基面防松弛变形、高坝抗震、坝体温控防裂等关键技术难题,开展了大量的专题研究及技术攻关,取得了丰硕的成果,保障了工程顺利建设。     

白鹤滩拱坝整体安全度的非线性分析

根据白鹤滩拱坝及其坝肩岩体的特点,建立能够反映坝体混凝土和坝基岩体相互作用的有限元模型,应用MARC软件对拱坝地基系统的应力应变进行了非线性分析,研究了白鹤滩拱坝的整体安全度、主要结构面的屈服情况和坝肩岩体的稳定性。采用强度储备法、水头超载法、水密度超载法计算的白鹤滩拱坝的整体安全度分别为3.0~3.5,1.5~1.6和2.0~2.3。计算结果表明,坝基内的结构面有屈服现象出现,左岸结构面sh5、右岸结构面C3的稳定性应引起重视,白鹤滩拱坝的整体安全度基本满足设计要求。     

岩滩水电站左冲沙底孔孔口应力计算分析

广西岩滩水电站左冲沙底孔是一三维受力结构,精确计算须采用三维有限元方法计算其孔口应力,但计算工作量较大。在工程中一般将空间结构简化为平面问题,按平面有限元法所求得的应力图形进行配筋,可满足工程设计要求,这样可使计算工作大为简化。     

白鹤滩非对称性拱坝体形研究

白鹤滩双曲拱坝坝高289 m,坝址河谷地形、地质条件均存在较明显的不对称性,为研究这种不对称性条件对特高拱坝设计的影响,采用拱梁分载法、线弹性有限元和非线性有限元法对拱坝的应力变形特性、超载能力、拱坝破坏形式和抗震能力等进行了深入研究,并对目前已建和在建不对称性河谷中修建拱坝的几种设计思路进行了比较.建议白鹤滩拱坝的设计思路为:不做大规模的河谷改造,只进行常规的坝基开挖,在此基础上将拱坝坝身设计成不对称的体形,与不对称的坝址河谷条件相适应.     

双河拱坝应力分析

介绍了双河拱坝的开裂情况和多种工况下拱坝拱梁分载法的应力分析成果,对双河拱坝的开裂原因和拱坝安全进行了初步分析和评价,并对拱坝的体形设计提出了建议。     

基于单弹簧联结单元法的白鹤滩拱坝孔口配筋非线性有限元分析

采用单弹簧联结单元法及混凝土四参数损伤模型,对施工期工况下白鹤滩拱坝的6~#底孔结构进行了钢筋混凝土三维非线性有限元计算,分析了配筋对孔口结构应力状态的影响,以及配筋后混凝土的损伤情况、钢筋应力分布及裂缝开展宽度等。结果表明,加入钢筋对该孔口大部分区域的混凝土应力影响不大,但会使大梁、下游闸墩等拉应力较大部位的应力状态有所改善;该孔口中仅在大梁与闸墩结合处发生轻微损伤,加入钢筋能在一定程度上限制损伤的增大和扩展;6~#底孔中钢筋应力不大,裂缝开展宽度满足规范要求。     

溪洛渡拱坝泄水深孔应力分析

溪洛渡双曲拱坝坝身共布置7个表孔,8个深孔,以及10个导流底孔。其中深孔孔口尺寸为6m×6．7m,泄水水头高105m,深孔出口处闸墩最大悬臂长达24．87m,闸墩最小厚度为3．5m,支撑大梁尺寸为8．0m×7．0m×5．0m（长×宽×高）,另外出口处弧门推力巨大,单孔弧门推力最高达82857kN,其应力应变状态极为复杂。采用三维有限元法对溪洛渡拱坝建立精细整体模型,对深孔部位进行应力分析研究。分析表明：溪洛渡拱坝闸墩预应力吨位和布置合理,表现在深孔孔口应力在进口段、孔身以及出口段可以满足设计应力要求;对于工况三（正常蓄水＋温降＋弧门挡水）大坝运行时,支铰大梁和闸墩下游端部出现拉应力最大极值,拉应力分别为3．0MPa和2．6MPa,但是分布范围有限,可以通过适当配筋满足设计要求。另外,文中还与二滩拱坝中孔孔口应力进行了类比分析,结果表明溪洛渡深孔孔口应力与二滩中孔类似,孔口角缘压应力存在偏压现象,但由于溪洛渡拱坝孔口周围温降荷载小,使得溪洛渡孔口内壁拉应力极值小于二滩。     

复合形法在沙牌高碾压混凝土拱坝可靠度分析中的应用

结合“九五”国家科技攻关项目——沙牌工程,采用考虑参数变异性的基于概率理论的可靠度分析方法——复合形法,计算得出沙牌拱坝上、下游坝面及诱导缝结点的可靠度指标β的分布规律,并进一步分析了坝体设缝后诱导缝及坝体开裂失效的可能性。     

溪洛渡300m级高拱坝坝基的渗流稳定工程措施

扼要介绍了溪洛渡300m级高拱坝的水文地质条件,并结合钻孔注水试验、单洞渗水试验、地下水示踪-连通试验和钻孔压水试验,详述了坝基岩体透水性、坝区岩体渗流特性、两岸地下水位及其动态变化规律、玄武岩的构造特点及其对渗透性的影响、坝区裂隙岩体透水性与风化卸荷的关系、坝区玄武岩的透水性、坝区茅口组灰岩的水文地质特点及渗透特性。根据坝址区水文地质及其渗流特性,制定了溪洛渡高拱坝的渗流稳定的工程措施。简要介绍了采用"复杂三维渗流控制分析计算程序"分析的成果。最后与二滩工程渗流稳定工程措施进行了比较。     

二滩拱坝的布置及应力稳定分析

简要介绍了二滩拱坝的设计，包括坝轴线和坝型选择、体型优化及拱坝应力和稳定分析。优化后的体型较优，应力和稳定分析表明，拱坝是安全的。     

万家沟拱坝静力性态分析评价

针对万家沟拱坝坝体变形和渗漏问题,采用拱梁分载法和有限单元法建立了静力分析模型,并对坝体应力、变形性态进行了静力分析,为水库运行管理和除险加固设计提供依据。结果表明,该拱坝坝体强度不满足要求,容易导致裂缝的产生,已处于严重病险状态,应尽快进行除险加固。     

高拱坝坝踵应力实测与弹性计算结果差异原因分析

坝踵应力是关系到混凝土坝是否开裂和安全的一个重要指标，不管是用结构力学法还是有限元法都能计算出坝踵有一定的拉应力，但实际监测中却很少出现。本文从定性和定量两个方面分析造成计算结果和实测结果差异的原因，以小湾特高拱坝为例分析影响计算精度的各项主要因素，在此基础上提出坝踵真实应力的仿真分析方法。结果显示，计算和实测应力差异原因主要在于以下三个方面：1）坝踵位置的定义不同；2）目前监测仪器和方法有局限性；3）计算过程中的不当简化，如自重和水压的施加方式、坝体温度荷载的考虑、库水温度分布以及库盆水压的影响等。改进后的仿真分析结果与监测结果吻合良好，说明该方法能够给出合理的坝踵应力变化规律和比较精确的应力范围。最后，给出了坝踵应力监测仪器和方法的改进建议。     

二滩拱坝基础变形模量变化对坝体应力影响的敏感性分析

本文针对二滩拱坝坝基地质条件,通过基础变形模量变化所引起的坝体应力的变化。研究基础变形模量变化对坝体应力影响的规律,从而为二滩拱坝坝体强度的安全评价提供依据。