寒旱区碾压混凝土重力坝运行性态分析

新疆北疆碾压混凝土坝是国内外在极端恶劣条件下修建的第一座百米级全断面碾压混凝土重力坝,工程已正常运行12 a,监测数据表明:坝体上部混凝土温度已接近准稳定场,腹心混凝土温度降至稳定温度场还需10～15 a;高水位运行至今,坝基及坝体水平位移均向下游移动,对比同类型工程,本工程水平位移在正常范围内。通过建立回归模型,分析得出温度及水位是影响横缝开合度及坝体水平位移的主要因素,时效位移年变幅均逐年减小,且变化速率逐渐降低,呈收敛趋势。大坝总渗流量在水位基本保持一致时逐年降低、排水孔加密后扬压力降幅明显。越冬层层间温度、渗透压力均满足规范及设计要求,新旧混凝土结合完好,工程实施的温控措施合理有效,高水位运行后,大坝是安全的,成果对严寒寒冷地区的工程设计、建设及运行管理具有重要的指导及借鉴意义。     

碗窑水库大坝坝体水平位移监测资料浅析

在碗窑水库大坝蓄水后的有效观测时段内,对大坝水平位移、坝体挠度监测资料进行了定性的分析。分析结果表明,大坝坝体水平位移与库水位、温度的相关性较好,变化规律基本符合碾压混凝土重力坝变形的一般规律。     

某碾压混凝土坝7号坝段异常水平位移原因分析

以某碾压混凝土坝7号坝段异常变形作为分析实例,根据坝体实测温度场,采用有限元法计算坝体温度变化对大坝水平位移的影响,采用混合模型法反演坝体弹性模量。分析结果表明,水位变化对7号坝段水平位移影响幅度在合理范围内,由于坝体温度场受气温影响小,温度分量占比较小,导致库水位分量占比相对较大,因此水平位移表现为与库水位相关性明显;考虑坝体温降及测值突变影响,坝体不存在明显趋势性位移;坝基趋势性位移主要发生在蓄水过程中,正常运行以来坝基向下游变形仅1 mm左右,不影响大坝安全运行。该结论为大坝安全性评价提供了可靠依据。     

坝体温度变化对碾压混凝土坝水平位移影响分析

文章以某碾压混凝土坝7号坝段作为示例,从坝体温度场下降和坝体温度受气温年周期性变化影响两个方面,采用有限单元法分析温度变化对大坝水平位移变形的影响幅度。计算与实测水平位移成果表明,坝体温度下降至稳定温度场过程对上下游向水平位移影响幅度为2 mm左右,气温年周期性变化对坝体下游面温度影响幅度为6℃~8℃时,水平位移影响幅度在1 mm以内。     

强迫排水在碾压混凝土重力坝设计中的应用

扬压力是混凝土重力坝的主要荷载之一。当下游尾水位较高时，坝基强迫排水对提高混凝土重力坝建基面的安全度和降低其造价有重大意义，本文在此基础上提出了碾压混凝土重力坝坝体强迫排水的设想，以求改善层面的稳定应力状态，降低所要求的ＲＣＣ层面Ｃ’值，并运用于龙滩水电站大坝设计中，效果显著。     

水压和温度对龙羊峡重力拱坝水平位移的影响分析

【目的】为研究龙羊峡重力拱坝坝体水平位移与库水位变化之间存在的“相位差”并与一般混凝土坝位移随水位同步变化的规律进行对比，【方法】首先结合水压和温度对重力拱坝变形的作用机理，对存在“相位差”的原因进行假设。将龙羊峡重力拱坝的坝体水平位移分为四阶段，分析各阶段位移增量及变形速率，随后建立大坝三维模型，通过定量分析和有限元计算的方法对于上述假设进行验证。【结果】结果显示，对于重力拱坝，其水位及温度对位移均有较大影响。【结论】在无温度应力作用时，坝体径向位移随水位上升而向下游变形，在无水压力作用时，坝体径向位移随温度上升而向上游变形；龙羊峡重力拱坝水平位移一年中的变形主要分为四个阶段，水压和温度在各个阶段发挥着不同的作用，使各个阶段的变形速率不同，二者的综合作用导致了龙羊峡重力拱坝水平位移和库水位变化之间“相位差”的存在。     

彭水碾压混凝土大坝防渗与防裂设计

彭水水电站大坝为弧型混凝土重力坝,溢流坝段高程257.5 m以下采用全断面碾压混凝土.彭水大坝坝体顺流向尺寸较大,大坝上升速度快,水化热不易散发,施工期如不采取相应温控措施,混凝土内部温度高,大坝施工期需过水和挡水,坝体内外温差大,易产生温度裂缝.为确保彭水大坝施工质量和大坝安全,对彭水大坝的防渗、防裂进行了专题研究,提出合理可行的防渗防裂措施.     

基于优化TSVR的混凝土重力坝变形预测模型

以某混凝土重力坝为研究对象，基于孪生支持向量机算法(TSVR)优化算法，建立大坝变形预测模型，分析不同因素对混凝土重力坝水平位移的影响，并将预测结果与实际监测结果进行对比，以验证该算法的准确性。结果表明，混凝土重力坝的上部位移情况较不稳定，随着外部条件及监测时间的变化，位移情况波动较大；混凝土重力坝的下部位移情况较为稳定，随着监测时间的增大，变形量较为稳定。PL5坝段受库水位升降的影响较大，PL4坝段受库水位升降的影响较小。对比库水位升降对混凝土重力坝的影响可知，温度变化对混凝土重力坝水平位移的影响较大，不同监测点的水平位移受温度变化的影响程度具有一定的差异性。采用TSVR算法得出的模型残差较小，随着监测时间的变化，模型残差变化趋势较为平稳，表明采用TSVR算法得出的混凝土重力坝水平位移的准确性较高。     

蓄水期堆石混凝土重力坝力学和变形特征研究

为研究堆石混凝土重力坝的力学特性和变性特征,依托贵州某水电站工程,对不同阶段、不同位置处的坝体温度和渗透压力进行监测。通过有限元软件,建立堆石混凝土重力坝仿真模型,同时考虑超载倍数的影响。结果表明,施工阶段的堆石混凝土绝热温升不高,通过控制混凝土入仓温度是控制施工阶段坝体温度的有效手段。在运营阶段,大坝靠近下游和上部的位置,温度受外部影响较大,呈现季节性变化规律。帷幕后的监测点渗透压力较小,显示出帷幕良好的止水效果。在超载倍数达到10时,坝顶位移达到42.3 mm,坝底位移达到15 mm左右,但仍未出现上下游贯通性的屈服破坏,这表现出该堆石混凝土水坝的整体安全性较高,其稳定性也较好。     

寒区混凝土劣化对重力坝抗震性能影响研究

为探究寒区混凝土性能劣化对重力坝抗震性能的影响，通过混凝土材料冻融循环试验和数值模拟开展了重力坝动力响应分析，得到了大坝在地震激励时的应力、位移和破坏等情况，并通过损伤因子及其对应损伤区域面积提出了重力坝整体损伤累积面积公式。研究结果表明：强震作用时，坝体损伤最明显的部位为下游折坡处和坝踵，冻融循环对大坝整体损伤程度有显著影响，在下游折坡处的冻融区域内配置抗冻混凝土能提升大坝整体抗震性能。研究成果可供寒区混凝土重力坝的抗震设计参考。     

桓仁大坝运行观测资料分析与研究

桓仁水电站位于浑江中游,处于辽宁省桓仁县城东北,是浑江流域第一期水电开发工程。主要结合观测资料,对近几年桓仁水库的水位、大坝水平位移、垂直位移进行了比较。结果表明:①2007-2011年水库无破坏运行状况,水库水位变幅未超过历史水位变化范围;②大坝各坝段近5年位移值及变幅呈正弦规律变化,夏季温度高,坝体向上游平移,冬季温度低,坝体向下游平移。对比表明:左岸挡水坝段位移比中部溢流坝段和4#以右的挡水坝段位移略小;③坝顶沉陷随气温呈正弦规律变化,夏季气温高,坝体上抬;冬季气温低,坝体下沉。对比表明:中间溢流坝段沉陷量比两侧挡水坝段沉陷量略大。     

RCC重力坝施工期温度应力仿真及开裂风险分析

高RCC拱坝由于其自身材料与施工工艺的特点,易形成层间软弱结构面,影响大坝运行安全,因而探讨RCC拱坝碾压层面、诱导缝弱化对坝体的结构响应特征十分必要。大量研究都表明碾压混凝土层间结合会直接影响层面的力学参数,但就这种力学参数的变化对坝体应力变形的具体影响研究较少。本文结合某水电站RCC拱坝工程,基于其温度场仿真分析成果,分析大坝蓄水阶段,在温度荷载、水荷载和自重作用下,弱化碾压层面和诱导缝的强度对坝体的应力变形特性影响。结果表明,只降低碾压混凝土拱坝碾压层面强度对坝体应力的影响较小;同时将碾压层面与诱导缝强度降低30%时,坝顶的左右拱端、下游面坝顶及表孔周围和建基面附近有拉应力集中现象,最大值接近混凝土的抗拉强度值。碾压层面、诱导缝强度弱化对于坝体顺河向、铅直向位移大小影响不明显,顺河向位移最大值位置稍向左岸偏移;但对坝轴线方向位移的对称性影响明显。     

蓄水期混凝土重力坝变形预警指标研究

为了优化反映大坝安全状态的预警指标,准确分析坝体结构行为,基于大坝结构变形监测数据、统计模型和数值模拟,提出监测加高大坝安全状况的快速优化反演分析方法。结果表明,以强度和稳定性为约束条件,利用结构分析方法,估算变形预警指数,得出坝体最大下游位移出现在低温和高水位时,应选择最高水库水位和极端温降,作为评估下游位移的极限荷载工况;利用正演模拟变形和统计模型的其他分量构建的大坝变形预警指标,可用于预报高水位下的大坝变形。     

碾压混凝土重力坝有保温层的温控计算

为降低温度荷载对大坝施工质量的影响,选取碾压混凝土重力坝引水坝段作为典型坝段,采用三维有限元软件仿真模拟大坝的施工过程,重点分析了施工期采取控制浇筑温度、在上、下游坝面和长间歇仓面布置聚苯乙烯泡沫塑料保温层等温控措施对坝体温度场及应力场的影响。结果表明:采用这些温控措施能够降低垫层处新、老混凝土的温差及冬季坝体的内外温差,减小坝体的主拉应力。     

石门拱坝坝顶水平位移观测资料分析

对混凝土坝来说，影响大坝变形的主要因素有水位、气温、坝体混凝土温度和时效等。本文对石门拱坝７号、９号、１１号坝段实测位移资料进行了分析，讨论了坝顶水平位移的变化规律以及水位和气温对坝顶水平位移的影响。     

石门拱坝坝顶水平位移观测资料分析

对混凝土坝来说，影响大坝变形的主要因素有水位、气温、坝体混凝土温度和时效等。本文对石门拱坝７号、９号、１１号坝段实测位移资料进行了分析，讨论了坝顶水平位移的变化规律以及水位和气温对坝顶水平位移的影响。     

混凝土坝变形过程及监控指标研究

通过对某水利枢纽混凝土重力坝监测资料的分析,建立了混凝土坝位移监控模型。对典型坝段水平位移的监控指标进行了拟定,并运用K-S法对坝顶水平位移监测样本进行了检验。得出典型坝段向下游和上游方向水平位移的限定值,为判定大坝所处的状态提供了相关依据。对预防事故、杜绝安全隐患具有至关重要的作用。     

基于ANSYS的深覆盖层混凝土面板堆石坝应力变形分析

为研究深覆盖层上的混凝土面板堆石坝应力变形特性,以察汗乌苏混凝土面板堆石坝为例,对堆石体采用Duncan Chang E-B本构模型,基于ANSYS软件使用有限元法对大坝进行模拟分析,得到坝体及混凝土面板在3种工况下的应力及位移分布结果。计算结果表明,随库水位增加,坝体大主应力逐渐增大而小主应力逐渐减小; 3种工况下在X向上游坝体发生逆流向横向位移且随库水位增加而减小,下游坝体发生顺流向横向位移且随库水位增加而增大,在Y向坝体均只发生向下的位移变形,随库水位增加变化不大;竣工后面板大主应力主要为压应力且随库水位增加而增大;竣工后面板由于发生横向变形而出现鼓起脱空现象,随库水位增加至正常蓄水位脱空现象逐渐消失,在Y向面板均只发生向下位移变形且随库水位增加而增大。     

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.     

聚氨酯保温层对重力拱坝服役性能的影响

混凝土高坝增设聚氨酯保温层后的服役性能是大坝安全监控领域的研究重点。为研究聚氨酯保温层对重力拱坝工作性态的影响,在响洪甸大坝上布置了监测设备,对比分析了响洪甸大坝增设聚氨酯保温层前后的坝体温度和坝体变形监测数据。结果表明:增设聚氨酯保温层后,坝体温度与坝顶垂直位移最大变幅、最大年变幅与最小年变幅均明显减小,其中坝体温度最大变幅消减率超过50%,坝顶垂直位移最大变幅消减率超过35%。综上,聚氨酯保温层能有效降低坝体温度变化幅度和坝体变形程度,改善坝体应力状态和大坝沉陷状态,提高大坝服役性能。