碾压混凝土坝诱导缝设置及拱坝诱导缝等效强度

综述了国内外部分已建碾压混凝土拱坝和重力坝设置诱导缝的实例，以及在拱坝和重力坝中设置诱导缝的差异。介绍了我国碾压混凝土拱坝诱导缝的模型试验概况、诱导缝等效强度理论研究和数值计算的现状。     

碾压混凝土拱坝诱导缝开裂试验研究

通过多组由深埋椭圆裂缝、深埋矩形裂缝和穿透裂缝3种型式形成不同削弱度的碾压混凝土试件轴拉试验，研究了试件的应力强度因子，分析了不同裂缝的应力强度因子计算公式。由于试件的断裂韧度与裂缝形式无关，假设深埋矩形预留缝试件的应力强度因子可以由深埋椭圆预留缝或穿透预留缝试件的应力强度因子通过修正求得，建立了矩形预留缝试件应力强度因子的近似解析表达式。考虑了尺寸效应后，求得碾压混凝土材料的断裂韧度。根据碾压混凝土拱坝诱导缝的构造特点，并考虑了相邻缝的影响计算出诱导缝开裂的等效强度。这一结果应用于沙牌碾压混凝土拱坝开裂计算的三维非线性应力场仿真计算中。     

某碾压混凝土拱坝诱导缝应力与开裂研究

以四川木里河某水电枢纽工程为研究对象,对其碾压混凝土拱坝诱导缝应力及开裂进行研究。利用ANSYS建立三维有限元应力模型,计算得到坝体及诱导缝应力。根据双K断裂准则和混凝土虚拟裂缝理论,从断裂力学角度,利用无限大板穿透裂缝模型和无限大体深埋椭圆模型,计算出诱导缝的等效强度。计算结果表明,设置诱导缝减小了诱导缝附近坝面的温度应力,使坝体两侧的诱导缝受拉裂破坏对称,其拉裂破坏都发生在大坝浇筑完成后的冬季降温期。     

碾压混凝土穿透型诱导缝等效强度和断裂试验研究

对碾压混凝土坝诱导缝强度和断裂特性进行了试验研究。在碾压混凝土长方体试件内埋设了削弱度为0 208～0 340的穿透型诱导缝,通过轴拉试验获得了诱导缝的等效强度和断裂韧度。分析表明:诱导缝强度的降低比例均大于诱导缝所在断面面积降低的比例,并且随着削弱的增大,诱导缝强度降低比例增长越快。最后分析了应力集中对等效强度的影响,削弱度在0～1之间,等效强度随削弱度的变化曲线为一条凹曲线,存在一个最佳削弱度,使得等效强度与削弱后剩余本体强度值的差值最大,此时,诱导缝发挥最佳的削弱断面强度作用。     

碾压混凝土拱坝诱导缝的断裂力学分析

用断裂力学方法从局部分析了碾压混凝土拱坝诱导缝的设置问题，以含典型诱导缝的坝段为对象，讨论了缝长与缝间距对诱导缝作用的影响，并提出了两种新型诱导缝方案，即诱导缝斜向布置方案和尖头诱导板方案。     

高碾压混凝土拱坝中的构造缝问题研究

为了控制施工期温降引起的坝体裂缝，国内外已建成的几座碾压混凝土拱坝普遍设置了诱导缝。我国在国家“八五”科技攻关过程中深入研究了诱导缝的作用和合理布置问题，提出了诱导缝等效强度计算模型和断裂判别式以及有效作用范围估计方法，为诱导缝设计提供了理论依据，并对高碾压混凝土拱坝设置少量横缝的作用和适用条件提出了依据。     

碾压混凝土拱坝双向相邻诱导缝断裂试验分析

针对碾压砼拱坝诱导缝双向相邻布置结构的力学问题,进行了不同削弱度的碾压砼试件轴拉试验,根据试验结果,考虑双向相邻诱导缝的影响,得到了用于诱导缝断裂分析的双参数等效强度的修正系数,并对沙牌碾压砼拱坝的诱导缝双向相邻布置结构的相对等效强度进行了计算分析,计算结果充分地反映了诱导缝的双向相邻布置对其等效强度的影响,说明坝体中诱导缝的双向相邻布置在温度应力场的作用下更容易开裂。     

碾压混凝土拱坝双向相邻诱导缝断裂试验与分析

针对碾压混凝土拱坝诱导缝双向相邻布置结构的力学问题,进行了不同削弱度的碾压混凝土试件轴拉试验。根据试验结果,考虑双向相邻诱导缝的影响,得到了用于诱导缝断裂分析的双参数等效强度的修正系数。对沙牌碾压混凝土拱坝的诱导缝双向相邻布置结构进行了计算分析,计算结果反映了诱导缝的双向相邻布置对其等效强度的影响,说明坝体中诱导缝的双向相邻布置在温度应力场的作用下更容易开裂。     

下诱导缝上横缝的碾压混凝土拱坝分缝设计

云龙河三级水电站碾压混凝土拱坝坝址为典型的"V"形狭窄河谷,由于采用了通仓碾压和连续上升的施工方式,合理的分缝设计对改善坝体应力条件、保证大坝安全尤其重要。结合云龙河三级水电站拱坝的特点,首次提出了"下诱上横"的碾压混凝土拱坝分缝新技术,该分缝设计可保证施工期低高程坝体联合抵挡汛期洪水,浇筑完成后在预定位置张开成缝以利于后期封拱灌浆。经计算分析,并通过实际施工过程及运行阶段验证,该分缝设计是合理的,可为类似工程提供借鉴。     

诱导缝在碾压混凝土拱坝中的应用

1概述随着碾压混凝土筑坝技术的发展,诱导缝不仅是碾压混凝土拱坝中必不可少的结构措施,其范围已延伸到碾压混凝土重力坝中,可用于解决边坡陡峭的侧向稳定问题,起到联合抗滑稳定的作用。合适的诱导缝需要通过大量的研究工作而确定,研究方法是采用有限单元法,应用三维有限元程序,模拟施工过程进行多方案的仿真计算。通过对温度徐变应力的分析,研究诱导缝与温度应力之间的关系,结合温控措施,确定诱导缝的条数、位置以及诱导缝的削弱程度。研究过程是采取循序渐进的办法,首先研究大坝整体不分缝的情况,了解最大应力产生的部位和时间,初步判断设…     

碾压混凝土拱坝分缝防裂设计关键问题研究

在实际工程中,很多碾压混凝土(RCC)拱坝并未张开甚至在未设缝位置出现裂缝,诱导缝实际诱导开裂作用并未达到设计预期,甚至还带来一些附加效应。归结未张开原因,以诱导缝布置不当影响最大。由于RCC拱坝温度应力具有复杂性、多变性、动态性等特点,拱坝防裂设计特别是诱导缝布置方面必须真实反映坝体从施工期到运行期全过程的工作性态。实际工程应用成果表明:RCC拱坝诱导缝及横缝采用带开-闭迭代功能的接触单元模拟,破坏准则采用等效强度理论,基于整坝全过程仿真分析技术开展诱导缝防裂设计,是行之有效的方法;根据仿真结果进行坝体分缝布置、缝面结构型式等研究,可使诱导缝按设计要求张开,起到释放温降引起的拉应力的作用,保证坝体混凝土的施工质量。     

碾压混凝土坝诱导缝的断裂分析

本文采用三维有限元分析模型分别对矩形和椭圆形诱导片裂尖的应力强度因子进行了计算，结果表明两种模型的计算结果比较接近，但椭圆形计算公式便于应用。对无限体内含椭圆形包体的理论公式进行修正，得到了有限体内含椭圆形包体的公式。在此基础上，利用有限元分析结果和双因素回归分析建立了考虑有限体、试件尺寸类型和削弱度影响的双向间隔诱导缝应力强度因子的计算公式，便于碾压混凝土坝诱导缝的设计计算。     

高碾压混凝土拱坝分缝形式及破坏机理研究

本文结合四川沙牌碾压混凝土(RCC)拱坝,通过结构模型破坏试验,对RCC拱坝的分缝形式、坝体开裂与破坏机理进行研究,分析了诱导缝、横缝、周边缝等分缝形式对坝体的影响,确定了两条诱导缝加两条横缝的方案为选定方案。根据选定的分缝方案,探讨含诱导缝坝体的开裂破坏机理。研究中采用断裂力学理论,求得考虑尺寸效应的材料断裂韧度值和建立诱导缝的应力强度因子计算式,并通过分析断裂韧度与应力强度因子之间的关系,从理论上推导出诱导缝的开裂相似条件。据此提出在结构模型中模拟诱导缝的方法,在结构模型试验中实现对诱导缝的相似模拟,观察到坝体的开裂过程、破坏形态和破坏机理。试验结果已应用于沙牌拱坝工程的设计和施工中。     

不同缝面形态下诱导缝开裂效果对比研究

一些采用径向扭缝的碾压混凝土拱坝工程中,出现了诱导缝周边坝体混凝土开裂而诱导缝本身未张开的现象,因此需定量分析不同空间形态缝面对诱导缝开裂的影响效果。根据碾压混凝土拱坝应力变化特点以及诱导缝开裂变化规律,本文拟定含不同缝面空间形态的有限大平板和圆筒拱坝算例,利用虚拟裂纹闭合法和Richard脆性断裂准则获取空间缝面等效应力强度因子,研究缝面应力强度因子随缝面夹角的变化规律;通过对归一化后的应力强度因子求倒数,获取不同缝面夹角条件下诱导缝等效强度的修正系数即缝面空间形态影响因子,以反映不同缝面空间形态下诱导缝开裂效果。研究表明,随着缝面夹角的不断增大,缝面越不容易张开,这就意味着缝面的等效强度在逐渐增大。因此,在实际碾压混凝土拱坝设计中,诱导缝应尽量采用竖向垂直缝布置;若要布置成径向扭缝,则缝面夹角最大不宜超过10°。     

碾压混凝土拱坝开裂研究的进展

近年来碾压混凝土拱坝快速发展,已经跃上了百米级高度的台阶。尽管高粉煤灰掺量使得碾压混凝土水化热较低,但由于采用通仓连续碾压的施工方式,使得碾压混凝土高拱坝的温度裂缝问题依然十分突出。从坝体分缝、拱坝开裂理论分析以及碾压混凝土材料、施工技术、理论计算等方面进行了探讨,分析了今后碾压混凝土拱坝裂缝控制的发展方向。