武都碾压混凝土重力坝深层抗滑稳定破坏试验研究

通过建立武都碾压混凝土重力坝典型坝段坝基的地质概化模型,采用三维地质力学模型试验方法对其天然地基条件下的深层抗滑稳定问题进行系统研究.试验对典型坝段的地形、地质条件,包括岩体、断层、节理等主要地质缺陷的特征进行模拟,根据岩体力学参数及软弱结构面力学参数,研制出适合武都工程地质条件的模型材料,采用超载法进行破坏试验研究.根据试验结果,分析坝体、坝基以及主要断层的变形特征,探讨坝与地基整体失稳的破坏过程、破坏形态和破坏机制,揭示影响坝基稳定的控制性因素,获得典型坝段的滑动破坏机制与稳定安全系数.在此基础上,对坝基加固处理措施进行讨论,为典型坝段的深层抗滑稳定安全评价与基础加固处理设计提供科学依据.     

CSG坝筑坝材料特性与抗荷载能力研究

胶凝砂砾石坝(CSG)是介于混凝土面板堆石坝(CFRD)和碾压混凝土重力坝(RCC)之间的一种新坝型。其显著的特点是:胶凝材料用量少,对筑坝材料要求低,坝体和地基受力条件好,是一种环保性能、力学和大坝安全性能都很有竞争力的新筑坝技术。通过福建省龙岩白沙大坝、宁德洪口大坝的围堰以及尤溪街面大坝围堰等3个工程,对CSG坝的筑坝材料和抗荷载能力进行分析研究,并在街面工程的下游围堰进行局部CSG坝的工程实践。研究表明:CSG坝的水泥用量约为RCC重力坝的42.9%～49.1%左右,大坝断面可较CFRD坝减少100%,大坝位移量与RCC坝相当,而只有CFRD坝的1/20～1/10。不仅如此,CSG坝体受力条件明显改善,竣工期与运行期坝体内应力变化不大,大坝抗震能力明显增强。     

某工程重力坝地基深层抗滑稳定分析

结合某水坝工程6号与7号坝段坝体参数,采用两种计算方案分析了地基深层抗滑稳定性,重点计算了6号坝段第二层软弱夹层的情况,结果表明:最危险剪切破裂面的起始点在坝趾正下方,软弱夹层越深,抗滑稳定安全系数就越大,两坝段沿软弱夹层面的抗滑稳定最小安全系数均满足混凝土重力坝设计规范要求。     

某碾压混凝土重力坝稳定应力分析

针对某坝高超过200m的碾压混凝土重力,按照DL5108-1999《混凝土重力坝设计规范》规定,以分项系数极限状态设计表达式进行结构计算,坝体应力计算采用材料力学方法,坝基抗滑稳定计算采用抗剪断公式,计算时坝段均取单宽进行。计算结果表明,各典型坝段坝基稳定满足要求;正常蓄水位、校核洪水位和施工完建工况,各典型坝段坝趾、坝踵均为压应力,坝基应力满足基岩承载力要求,施工期坝趾未出现拉应力。     

三峡二期工程I&IIB标监理工作中的合同商务管理

1 监理合同范围及工程项目组成 长江水利委员会三峡工程建设监理部(以下简称监理部)承接的三峡二期大坝工程监理合同编号为CTP(97)SC-001,监理工程包括泄洪坝标段及左厂11号～14号坝段工程。泄洪坝标段施工承包合同编号为TGP/CIV-4-1,项目包括:左导墙坝段～泄23号坝段(含左导墙)范围内的土石方开挖、混凝土浇筑、基础处理与水泥灌浆、金属结构机电埋件与安装;纵向围堰坝身段右纵1号坝段高程123m以上(实际为高程115.5m以上)及右纵2号坝段高程160m以上的混凝土浇筑、金属结构机电埋件与安装、帷幕灌浆、接缝灌浆;泄洪坝段下游护坦及防…     

山区河流取水扩建工程的优化设计及施工

在某山区河流固定坝取水工程改扩建工程中,采用了对原坝进行扩建并对地基加固处理的优化方案,运用了固结灌浆的地基处理技术.介绍了工艺及结构的优化设计,以及在不中断供水前提下的关键施工技术.该优化设计及施工方案使得土建结构简化、经济、实用、安全可靠,对类似工程具有参考意义.     

水电站坝面渗漏水综合处理技术

以西部高海拔地区某水电站坝体裂缝防渗及坝面防水施工为例,在分析该水电站1#、2#坝段坝后渗漏水特征的基础上,确定采用环氧树脂化学灌浆封堵与刻槽埋管引排相结合的措施处理坝面裂缝渗水和坝体排水,解决了水电站坝面渗漏水问题。     

利用有限元分析CSG堤坝的渗流

堤坝的渗透性能对背水坡的安全至关重要,利用有限元软件对不同渗透系数的CSG堤坝进行分析,并与黏土材料进行比较。结果显示,CSG材料可十分显著地减小堤坝坝身水的渗流速度及坝趾水的流量。若原地所取材料为砂石,骨料最大粒径40 mm,水泥用量60 kg/m3为适宜选择。     

小溶江水利枢纽大坝碾压混凝土施工技术优化

小溶江拦河坝为碾压砼重力坝,坝顶总长247m,坝顶宽7m,最大坝高89.5m。大坝坝体共分10个坝段,其中:溢流坝为一个坝段,采用实用堰结构;非溢流坝段共9个,设计为重力坝结构型式,采取前期通过随坝体升层同步填筑临时施工道路的方式利用自卸汽车直接运输碾压砼入仓,后期溢流表孔将坝体左、右岸非溢流坝段分割施工。     

土卡水电站坝后式厂房结构应力及稳定性研究

土卡水电站厂房为坝后式厂房,大坝和厂房底板联成一体,厂房内部进水口、涡壳、尾水管等空间结构复杂,加之下游尾水位很高,因而受力情况复杂.本文采用数值模拟方法,对土卡水电站厂房坝段整体混凝土结构及重点部位(进水口、涡壳、尾水管)和大坝基础进行了应力应变及稳定性研究.结果表明:坝顶向下游变位最大1.25 cm,坝顶沉降最大-1.128 cm;地震工况下,坝趾出现-0.818 MPa的拉应力,坝踵在工况6下出现拉应力;蓄水工况下,进水口底部、涡壳底部、尾水孔周边均存在极值约为-0.5 MPa的拉应力;正常蓄水工况下,坝体的整体强度储备抗滑安全系数为Kc＝3.8,满足抗滑稳定性要求.     

基于地质力学模型试验的大岗山拱坝整体稳定性分析

 地质力学模型试验是研究拱坝整体稳定性的有效方法,采用250∶1的模型比例尺对有基础处理的大岗山拱坝进行三维地质力学模型试验。通过小块体砌筑技术模拟裂隙岩体的变形和强度、坝基不连续结构面以及坝基处理措施;通过油压千斤顶加载系统施加坝面水荷载;采用的数据采集系统能及时、高效地测量坝面应变、坝基岩体外部位移和内部相对位移,并自动存储数据。采用超载水容重法进行超载破坏试验,得到拱坝坝体位移和应力的分布规律以及坝体和坝基岩体的开裂破坏过程。采用3个特征超载安全系数K1,K2和K3对大岗山拱坝整体稳定性进行评价。通过地质力学模型试验和基于变形加固理论的三维数值模拟对比分析表明,大岗山拱坝整体稳定性较高,并得到对拱坝–坝基整体稳定起控制性作用的部位。     

高拱坝坝肩坝基整体稳定地质力学模型试验研究

锦屏一级水电站是雅砻江干流上的重要梯级电站。工程主要开发任务是发电，同时还兼有拦沙、防洪、蓄能作用。该工程大坝为混凝土双曲拱坝，最大坝高305m，为目前世界上最高拱坝。坝址区地质构造复杂，两岸谷坡为近千米的高陡边坡，两坝肩岩体内存在断层、煌斑岩脉、层间挤压带、深部裂隙等各类软弱结构面，对拱坝坝肩坝基稳定带来不利影响。采用三维整体地质力学模型试验研究方法，研究了锦屏一级高拱坝坝肩坝基的整体稳定性。试验中充分考虑了影响坝肩坝基稳定的各种因素，既考虑拱坝上游超载情况，同时还重点模拟两坝肩岩体中软弱结构面强度弱化的影响，为此研制了适合该工程的变温相似材料及试验模拟新技术，并在一个模型上进行了强度储备与超载相结合的综合法试验。通过试验获得了坝肩坝基的变形及分布特征、失稳的破坏形态和破坏机理，确定了拱坝坝肩坝基整体稳定安全度为4．7～5．0，评价了工程的安全性，并针对坝肩的薄弱环节提出了加固处理措施建议。     

Experimental study on a geo-mechanical model of a high arch dam

This paper presents the complete experimental study on the Geo-Mechanical Model of Jinping high arch dam to observe the deformation and study the stability of the dam abutment and foundations of the Jinping first stage hydropower project. The model considers various factors influencing the stability of dam abutment and foundation during the test, which includes overloading and strength-decreasing of weak structural planes in the rock mass of the dam foundation. A temperature-analogue material is employed to simulate the decreasing strength of the weak structural planes. The temperature-analogue material and model testing technique are developed for the first time. Secondly, the comprehensive method that considers both overloading and strength-decreasing is applied to the model successfully. Deformation characteristics, failure patterns and mechanisms of the dam abutment and foundation are achieved. The safety evaluation based on the experimental model indicates that the whole stability safety factor of the dam abutment and foundation is 4.7–5.0.     

拱坝基础不对称性影响研究

结合国内外一些由于两岸基础不对性造成拱坝的影响实例，基于多次的地质力学模型试验和三维有限元计算分析，就锦屏一级高拱坝地形、地质条件不对性对拱坝整体稳定的影响和加固措施的选择进行了探讨。试验和数值结果均显示：上游坝踵拉应力偏大，下游出现拉应力。坝体应力不对称；左岸变形大于右岸，并且出现斜裂缝，超载能力偏低。通过研究，建议采用垫座及锚索等加固措施，使大坝整体处于平稳状态。     

基于工程体与地质体相互作用的两体力学模型初探

针对大坝和坝基、坝肩和库岸相互作用传统的一体两介质模型,提出了两体力学模型的基本概念、研究思路以及应用范围;阐述了一体两介质力学模型与两体力学模型之间的差异,并用单轴压缩实验进行了验证;建立了重力坝和坝基相互作用的两体力学模型,为大坝与坝基的整体稳定性研究与评判提供了一条新的途径。     

拱坝坝肩岩体稳定地质力学模型试验

保证坝肩岩体稳定是拱坝设计和建设中的重要问题。由于岩体通常是非均匀、非弹性的不连续体,故其三维稳定性分析十分复杂。利用能反映地质构造特点的地质力学模型试验研究拱坝坝肩岩体稳定是一种较新的有效方法。本文论述了拱坝坝肩稳定的类型及性质、地质力学模型试验的原理和方法以及试验技术问题。文中并介绍了为国内一座大型重力拱坝进行的坝肩稳定三维小块体地质力学模型试验研究成果,分析了该坝左坝肩在水压超载条件下的破坏机理,指出它与通常采用的刚体极限平衡理论分析结果差异较大。     

A comprehensive testing method for global stability analysis of high arch dams

Hydropower projects are rapidly developing in China at present,and a number of high dams and large reservoirs are currently under construction or will soon be built.These large projects are mainly located on the great rivers in West China with complicated topographical and geological conditions.Evaluation of stability and safety of these high dam projects is an important topic.Geomechanical model test is one of the main methods to study the global stability of high dam and foundation.In this paper,a comprehensive testing method that combines overloading and strength reduction in a model is proposed.In this method,both the influence of excessive flooding and the effects of strength reduction of rock masses and weak structural planes on dam stability are considered.Thus,the comprehensive testing method can accurately incorporate multiple factors that affect the global stability of high dam and its foundation.Based on the failure testing principle and model similarity theory,a similarity relation formula for safety evaluation through comprehensive test is established.A new model material,temperature-dependent analogous material,is also developed.By rising the temperature and reducing the strength of the model material,the mechanical behaviors resulting from gradual strength reduction can be simulated.Thus,the comprehensive testing method is realized in a single model.For case studies,the comprehensive geomechanical model test is conducted for Jinping I and Xiaowan high arch dam projects.     

木里河立洲拱坝整体稳定地质力学模型试验研究

采用三维地质力学模型超载法试验,对立洲拱坝的整体稳定性进行研究,在模型中充分反映断层、层间剪切带、裂隙密集带及长大裂隙等复杂地质构造对拱坝与地基整体稳定性的影响。通过超载法破坏试验获得坝体、坝肩、坝基岩体及结构面的变形特征、破坏失稳过程、破坏形态和破坏机制,揭示影响稳定的控制性因素和工程薄弱部位,确定拱坝与地基在各阶段的超载安全系数为：起裂超载安全系数K1 = 1.4～2.2,非线性变形超载安全系数K2 = 3.4～4.3,极限超载安全系数K3 = 6.3～6.6。通过对比分析类似拱坝工程的超载法试验结果可知,立洲拱坝的超载安全系数在统计分布范围之内,但两坝肩中上部的岩体和结构面局部破坏较严重,需对这些薄弱部位进行重点加固处理,以进一步提高坝与地基的整体稳定安全性。     

大藤峡闸坝典型坝段坝基稳定模型试验研究

在工程荷载和渗透水压的共同作用下,水闸工程坝基岩体强度和变形参数极易产生弱化,这对工程的安全建设和运行极其不利。针对大藤峡闸坝基岩的多层单斜和软弱夹层长大密集等不利地质条件,有必要对泄水闸坝段基础的滑移破坏模式做进一步研究。本文采用综合法地质力学模型试验,对大藤峡典型坝段闸坝与地基的整体稳定性进行破坏试验研究。通过超载和降强两种方式,获得了闸基在正常状况、降强阶段和超载阶段的变位特性,探明了闸坝与基础的破坏过程及破坏形态。研究结果表明,在降强和超载两阶段,坝基变位均较正常工况有所增加,且埋深较浅的软弱夹层变位更为明显。随着超载倍数增加,软弱结构面R9、R14、R17、R19的浅表层部分相继开裂,最终表现为沿基础表层滑动失稳的趋势,揭示浅层结构面对闸坝与地基的变形稳定起控制作用。