混凝土坝运行期安全评估与全坝全过程有限元仿真分析

混凝土坝仪器观测提供的变位、温度、扬压力等资料,对于监控大坝工作状态是有用的,但它们不能给出大坝安全系数.混凝土坝实际应力场十分复杂,应变计测点太少,即使应变观测资料全部有效,也不能给出坝体应力场全貌和安全系数,何况由于种种原因,应变计观测资料实际可利用率并不高.在运行期,每隔一定时间需对坝体进行一次安全评估,目前主要采用设计规范中规定的计算方法求安全系数,如材料力学方法、拱梁分载法、刚体极限平衡法等,这些都是七八十年以前的老方法,施工期和运行期所积累的丰富资料在计算中难以反映,建议采用全坝全过程有限元仿真方法计算运行期坝体安全系数,可以较好地反映混凝土坝实际安全状态.     

混凝土坝安全评估的有限元全程仿真与强度递减法

文献[1,2]中首先提出了混凝土坝安全评估的有限元全程仿真与强度递减法,简称SR方法。笔者将进一步系统地阐述SR方法的基本原理、合理性和良好应用前景。首先指出混凝土坝安全评估必须满足的3个基本原则,即荷载与应力状态符合实际、材料破坏准则和本构关系符合实际,以及强度参数符合实际,SR方法可以完全满足这3个原则。然后指出,SR方法可以实现混凝土坝安全评估的6个统一,即:应力分析和稳定分析方法的统一;拉、压、剪等各种破坏形式分析的统一;坝体分析和基础分析的统一;正分析与反分析的统一;施工期分析与运行期分析的统一;设计、施工、运行各阶段评估方法的统一。采用SR方法对混凝土坝进行安全评估,有可能避免许多混凝土坝事故,提高坝的安全度,具有良好的应用前景。     

我国南方地区某碾压混凝土坝混凝土质量检测与评估

以我国南方地区某碾压混凝土坝为例,针对大坝运行过程中出现的缺陷和问题,对大坝混凝土强度、碳化深度、钢筋保护层厚度、裂缝性态等进行了检测评估,最后,对大坝混凝土质量综合分析得出结论,同时提出了修补加固的建议,可为类似工程提供借鉴和参考.     

碾压混凝土坝坝基的几个工程地质问题

碾压混凝土重力坝是一种新的坝型。它对坝基工程地质条件的要求比常规混凝土重力坝低，对坝基的适应性更好。在碾压混凝土重力坝的勘测中，应充分认识它的整体性特点，给予恰当的评价；在施工中，应给予合理地开挖和处理，要充分利用弱风化岩体。     

混凝土坝计算技术与安全评估展望

我国已是混凝土坝大国,当前应加大创新力度积极争取成为混凝土坝强国。计算技术与安全评估在混凝土坝设计、施工、科研中占有重要地位,因此在混凝土坝计算技术与安全评估领域需要推陈出新。笔者建议:在拱坝应力分析中以有限元等效应力法取代拱梁分载法;在坝体坝基稳定分析中,以有限元强度递减法取代极限平衡法,对重要工程进行非线性有限元全坝全过程仿真分析;对坝体坝基安全评估建议考虑施工过程和时间效应,并基于有限元强度递减法;对于重要工程需建立数字水电站。利用新的计算技术,使我国在混凝土坝设计、施工、科研和管理上达到更高水平。     

混凝土坝的数字监控

文中提出一个新的理念:混凝土坝的数字监控.目前大坝监控依靠仪器,仪器观测资料对于监控大坝工作状态是重要的,但它们不能给出大坝的应力场和安全系数,因此,笔者建议在仪器监控之外,增加数字监控,利用全坝全过程仿真分析,在施工期即可给出当时温度场和应力场,并可预报运行期的温度场、应力场及安全系数,如发现问题可及时采取对策;在运行期可以充分反映施工中各项因素的影响,对大坝作出比较符合实际的安全评估.通过反分析,仪器观测资料在数字监控中也得到利用.在数字监控的基础上,适当扩充,可以建立数字大坝,有利于大坝的管理.在目前条件下,利用一台微机每周上机一次,即可完成全部计算,运用方便,所费不多,收效显著.     

浅议岩基混凝土坝设计的几个问题

根据岩基上混凝土坝设计的发展，对混凝土重力坝设计中的抗滑稳定分析、基岩的力学参数选取及预测，坝体应力分析、整体分析及设计方法等进行了阐述。认为现行的设计理论和方法（规范规定的）还有待改进。采用岩石力学参数预测，进行整体分析及使用可靠度的设计方法是混凝土重力坝设计建立在科学基础上的一条路子。但有些问题，必须进行深入研究，及时总结经验，才能适应我国水利水电事业发展的需要。     

福建省碾压混凝土坝实践中几个施工技术问题的探讨

福建省应用碾压混土筑坝技术，在国内较早。作者结合该省几座碾压混凝土坝施工实践经验，对碾压混凝土坝施工中的拌和容量和混凝土上坝运输方式的选择，改性碾压混凝土与高胶凝材料碾压混凝土应用，及ＶＣ值控制标准等几个技术问题提出了建议和探讨。     

混凝土坝温度控制与防止裂缝的现状与展望

首先对混凝土坝温控防裂技术的发展进行回顾与展望。在此基础上,对抗裂安全系数的取值、材料抗裂性能的改进、基础温差和上下层温差的控制、表面保温和养护等问题进行了分析,指出安全系数偏低和对表面保护认识上的片面性是导致无坝不裂的重要原因。文中提出,在适当提高安全系数,严格控制基础温差、做好早期表面保护的基础上,再做好长期表面保护,就有可能防止施工期出现裂缝,这些经验己在工程实践中证明是正确的。若再把长期保温板改进为永久保温板,则可在增加工程费用不多的条件下实现混凝土坝的永久不裂。     

混凝土坝浇筑块长度三维仿真敏感分析

：本文采用全过程仿真粘弹性空间有限单元法,对混凝土坝浇筑块长度进行了敏感分析,共计算了7个浇筑块长度,计算结果表明浇筑块长度愈大强约束区浇筑块中心的最大主拉应力愈小,这一有关浇筑块长度的新概念从力学计算上支持了混凝土坝通仓浇筑。     

某重力坝温控仿真计算及上游面裂缝成因分析

某重力坝在设计施工中,采取了一系列严格的温控措施,但在施工中,上游面仍先后发现了各种类型的许多裂缝,其原因令人费解．作者收集了该坝的环境、施工、温控措施、材料等方面的详细信息,模拟该坝某坝段上游坝块的施工过程,对该坝块进行了细致的三维仿真计算,计算结果与该坝的裂缝分布吻合较好,因此,可以较好地解释该坝的裂缝原因．计算结果表明,虽然该坝的设计施工单位对温度控制相当重视,坝体分缝、施工进度、浇筑温度、水管冷却等措施基本得当,但由于对表面保温重视不够,措施不力,导致在昼夜温差、寒潮与气温年变化的综合影响下,在上游面出现大量水平与铅直裂缝．     

混凝土坝施工期坝块越冬温度应力及表面保温计算方法

在寒冷地区混凝土坝施工中,由于气候特别寒冷,冬季往往停工而在夏季浇筑混凝土,这种施工方式给大坝温度控制带来严竣问题,坝块表面板易产生严重裂缝。笔者提出一套坝块停工越冬期间温度应力及表面保温计算方法,便于在工程施工中采取适当保温方法,防止出现裂缝。     

建设高质量永不裂缝拱坝的可行性及实现策略

拱坝的真实应力状态是很复杂的,与设计计算的应力状态有相当的差别,差别太大就可能引起大坝事故甚至破坏,引起差别的原因包括：施工过程、施工期温度应力、运行期温度应力、库区水压力、渗透水、坝体接缝、地质构造、地基变形及材料预期力学热学特性与实际值的差别等。在做好地质勘探工作的前提下,通过全坝全过程仿真分析及基于有限元强度递减法的安全评估,可以充分揭露各种因素对拱坝应力、稳定及安全度的影响,避免重大事故的发生。在做好基础温差等常规温度控制的基础上,再对上下游坝面进行永久保温,有可能使拱坝永远不裂,从而提高坝的安全度和耐久性,延长坝的寿命,使拱坝建设达到新的更高的水平。     

混凝土坝的复合式永久保温防渗板

实践经验表明,混凝土坝除了施工期会产生裂缝外,在运行期也会产生裂缝,为了防止运行期产生裂缝,有必要采用永久保温措施。文中提出4种复合式永久保温板和4种复合式永久保温防渗板,造价低廉,施工方便,耐久可靠。     

加强混凝土坝面保护尽快结束无坝不裂的历史

混凝土坝裂缝绝大多数是表面裂缝,但其中一部分可能发展为深层裂缝甚至贯穿裂缝,表面保护是防止混凝土坝裂缝的重要措施。通过给出的表面放热系数计算公式,计算分析了表面保温效果,指出混凝土表面养护和保温28d的时间太短,建议在坝体上下游表面采用聚苯乙烯泡沫塑料板长期保温,水平层面和坝块侧面用聚乙烯泡沫塑料板保温。这套措施,保温效果好,保护时间长,兼有保湿功能,施工方便,价格低廉,同时要做好基础混凝土温度控制,有可能很快结束“无坝不裂“的筑坝历史。     

高碾压混凝土坝裂缝成因及防治措施研究

碾压混凝土坝不同程度存在裂缝,降低了混凝土坝的安全度。以某碾压混凝土坝为例,根据实测的裂缝资料就该坝的裂缝成因进行了系统分析,并提出了防治措施。研究表明:施工时层面长间歇和汛期过流冷激是该坝产生裂缝的主要原因。因此,施工过程中应避免长间歇,若不可避免应加强长间歇层面的温控措施,如加强保温、控制层厚等。过流缺口由于冷激产生的裂缝,可通过表面流水或中期冷却提前将过流面以下一定高程混凝土冷却至某一目标温度值,以减小由于冷激造成的温差过大。