锦屏一级高拱坝坝基结构面弱化效应研究及坝肩稳定性分析

为了研究锦屏一级高拱坝工程在蓄水运行后,坝肩坝基软岩结构面在应力场、渗流场耦合作用下的弱化效应,以及在考虑这种弱化效应条件下分析高拱坝工程的坝肩稳定问题,首先通过现场采集该工程坝肩软岩和结构面岩样,制备相似试件,在MTS岩石力学测试系统上进行水岩耦合三轴压缩试验,获得了坝肩软岩和结构面强度参数的弱化率,为拱坝坝肩稳定模型试验提供结构面降强幅度的依据。然后,针对拱坝坝肩稳定问题,开展了加固地基条件下高拱坝三维地质力学模型综合法破坏试验,在试验中,根据弱化试验成果确定了结构面的综合降强幅度为30%,并研制了适用于各类软弱结构面强度弱化特性的变温相似材料,用于在模型中模拟结构面的弱化效应。通过试验获得了坝与地基的变形分布特性,坝肩坝基失稳的破坏形态和破坏机理,得出坝肩稳定综合法试验安全系数为5.2~6.0,评价了拱坝工程的稳定安全性。研究成果为工程的设计施工和安全运行提供了重要科学依据。     

碾压混凝土重力坝坝基稳定性研究

以某在建混凝土重力坝工程为研究对象,在全真模拟坝基的岩体及各类结构面的基础上,采用三维非线性有限元法,研究天然地基及加固地基条件下坝基岩体及结构面的工作性态,坝基中各类不利地质构造组合所构成滑面的抗滑安全系数,揭示坝基可能的破坏部位、机理和滑移形式,为坝基的加固处理提供依据,对坝基系统抗滑稳定性作出评价。     

复杂地基上重力坝深层抗滑稳定降强法试验研究

重力坝坝基中软弱结构面强度弱化行为是影响大坝稳定的一个重要因素。地质力学模型降强法试验是研究该问题的重要途径,模型采用变温相似材料实现了降强法试验,并对变温相似材料及其相应的试验技术做进一步的研究。利用最小二乘法原理,从理论上拟合了抗剪断强度参数与温度之间的关系曲线,通过拟合公式确定了强度幅度与其所对应的温升值。研究成果应用于某重力坝工程中,将降强与超载相结合,开展了该重力坝整体稳定综合法破坏试验,获得坝与地基的变位特性、破坏形态和破坏机理,提出该重力坝降强法试验安全系数和综合稳定安全度,评价了工程安全性。更多还原     

大坝模型变形测试方法对比与分析

以某重力坝地质力学模型为基础,同时采用SP-10A电感式位移计和光纤传感监测两种方法对坝体位移以及坝基软弱结构面相对变位进行监测,得到了坝体变位曲线及软弱结构面变位曲线,分析了在坝基含软弱结构面条件下,重力坝超载过程中坝体与地基的变形破坏过程、坝基失稳模式、失稳机理及超载安全系数。结果表明:光纤传感器成功应用于地质力学模型试验的变形监测中,与传统位移计测得的位移变化规律大致相同,证明光纤传感技术用于地质力学模型试验的内部变形监测是可行的。     

节理网络模拟及其在重力坝稳定性分析中的应用

基于节理网络模拟结果,建立岩体结构模型,进行力学数值计算分析,在岩体工程中具有良好的发展前景。文中首先利用VB语言,编制了节理岩体裂隙网络模拟程序;然后将程序生成的可执行数据文件与离散元软件相融合,并选择坐落于含节理坝基上的某混凝土重力坝作为工程实例,研究了在其蓄水过程中,考虑坝基节理裂隙渗流与否这两种工况下,坝基节理对大坝蓄水效应的影响分析;最后分析了潜在地震荷载作用下,重力坝的动态响应问题,并分析得出了其潜在的失效破坏路径。分析结果显示该模拟产生的节理数据能有效体现坝体的受力特点和变形情况,同时该计算方法为更好地了解坝体及坝基软弱结构面的位移变化规律及描述坝体失稳机理提供了参考。     

基于接触模型的重力坝稳定分析

重力坝的深层抗滑稳定是大坝安全重要内容之一。基岩中的软弱结构面是造成大坝失稳的关键因素。采用接触单元模拟坝基结构面的法向和切向行为,通过分析不同折减系数下接触面的滑移状态和关键点的位移变化规律来综合评价坝基的稳定性。以中国某重力坝为例,建立三维非线性有限元模型,分析了在不同折减系数下坝体-地基系统的接触面滑移状态、关键点位移变化规律,并对大坝的稳定性进行了综合评价。     

重力坝深层抗滑稳定加固处理措施

岩基础上的重力坝基础为非均质的,基础中往往存在断层带、软弱夹层、不利结构面等地质问题,对混凝土重力坝的抗滑稳定造成严重影响。结合某工程坝基软弱夹层地形地质条件,择优选择在坝基增设抗剪桩方案,从抗滑稳定角度考虑,在坝基增设抗剪桩对重力坝深层抗滑稳定改善效果明显。推荐采用在坝基布置排9根抗剪桩方案,可为类似工程提供参考。     

基于突变理论的复杂地基重力坝深层抗滑稳定研究

为研究坝基中存在多条软弱夹层的复杂地基重力坝的深层抗滑稳定问题,运用ANSYS有限元软件,建立了某水库工程重力坝-坝基系统的有限元模型。采用超载降强综合法,即同时考虑水荷载和坝基材料因素变化的作用,并结合突变理论,分别建立了特征点水平位移和坝基中软弱夹层上下点相对位移与综合系数的尖点突变模型,并通过建立模型的标准势函数,根据其判别式的正负来判断重力坝是否失稳。为了更好地表征结构的性态转变,应采用恰当的突变指标,比如坝基中软弱夹层上下点相对位移指标,得出抗滑稳定安全系数在区间[3.125,3.188]内,与传统刚体极限平衡法得到的安全系数在区间[3.039,3.667]内相一致,同时为了更精确地进行失稳判别,应结合其他判据,并建立综合的判别体系。     

汾河二库坝基软弱结构面的工程地质特征

本文主要论述了汾河二库坝基岩体中软弱结构面的空间分布和发育规律 ,分析研究了软弱结构面的物质组成、抗剪强度、成因及类型等工程地质特征 ,论证了其对坝基岩体抗滑稳定的影响 ,并采用了相应的工程处理措施。     

基于时程法的重力坝动力抗滑稳定研究

以重力坝整体失稳破坏为评判准则,研究地震荷载作用下重力坝的抗滑稳定性,根据塑性区分布情况、计算收敛性以及瞬时安全系数可综合判断大坝的安全度。从分析结果来看:无论是沿建基面的抗滑稳定,还是坝基软弱结构面的深层抗滑稳定,随着地震加速度的增大,塑性区都逐渐增大,并最终出现贯穿性塑性区;沿滑动面的安全系数随地震加速度时程的变化而变化,最小安全系数分布与塑性区的发展情况类似,因此可对塑性区分布和瞬时安全系数进行综合评价后再对坝体抗滑稳定性进行判断。     

天然地基与加固地基条件下重力坝坝基稳定分析

采用三维地质力学模型超载法和综合法,分别对武都重力坝四个典型坝段天然地基方案和加固地基方案分阶段进行了坝基稳定破坏试验,获得了两方案下坝基失稳的破坏过程、变形分布特点以及破坏形态．得出了两方案各自的稳定安全度。研究结果对比分析表明：武都重力坝的四个典型坝段在天然地基下存在深层抗滑稳定问题,加固处理后．混凝土加固塞阻隔了断层裂纹的扩展和滑移通道的形成,说明以置换混凝土塞为主的加固方案对坝基能起到很好的加固作用。     

无限深透水地基上土石坝坝基垂直防渗研究

为分析坝基垂直防渗深度对渗流的影响,利用边界元法对无限深透水地基上土石坝的坝基垂直防渗问题,建立数学模型进行了计算。当进行垂直防渗计算时,无限深透水地基的部分边界难以确定。根据边界法的基本原理,假设从防渗墙以下的某一深度找到一条边界,当从该边界解出的未知量相对较小时,可近似认为所假设的边界就是其实际边界。分析结果表明,在同时满足渗透坡降和渗流量的情况下,建在无限深透水地基上的土石坝坝基防渗墙深度一般应选10~13倍水头。     

天然地基与加固地基条件下拱坝模型破坏试验研究

位于云南澜沧江上的小湾水电站拱坝为目前世界同类型坝中最高的一座。坝址具备修建高拱坝的优越地形条件,但其地质条件复杂,左右坝肩抗力体内存在部分地质缺陷,直接影响到拱坝与地基系统的正常运行和整体稳定。针对小湾拱坝1 210 m高程坝肩的地形地质条件,采用地质力学模型试验方法,用超载法进行破坏试验研究,并进行了坝肩天然地基未加固和坝肩地基加固两种方案的对比分析研究。通过两个方案的平面地质力学模型试验,对比分析了两种方案坝体、坝肩的变位分布规律及模型破坏过程和破坏形态、坝肩稳定超载安全度,研究成果表明:坝肩加固后超载能力得到了提高,破坏形态得到了改善,加固效果明显。     

水利工程基础设计地基承载力的确定与分析

水利工程地基的稳定性问题一般都源于地基的变形强度和其所受承载力等因素。其中地基的变形一般不是人为确定的,而是水工建筑物荷载通过基础传递给地基,使天然土层原有的应力状态发生变化,即在基底压力的作用下,地基中产生了附加应力和竖向、侧向或剪切变形,导致建筑物及其周边环境的沉降和位移。     

无限深透水地基土石坝坝基防渗体效果研究

通过建立无限深透水地基上土石坝坝基水平和垂直防渗体的数学和物理模型,综合比较了两者的防渗效果和优缺点.结果表明:在同等尺寸的情况下,悬挂式垂直防渗墙在减少渗流量方面的效果大约是水平铺盖的1.5～3.5倍,该倍数关系随着坝前水头和坝基渗透系数发生变化,坝前水头越大坝基渗透系数就越大,垂直防渗墙的防渗效果越明显.通过多方面综合分析认为,在无限深透水地基上土石坝坝基的防渗体应该优先采用水平铺盖防渗体,而且最好采用渗透系数极小的土工膜等新型防渗材料.     

复杂软基加固处理研究

务坏水库地质条件十分复杂，坝址由湖积层软基、滑坡群及不稳定山体组成。通过对小口径砂井、大口径袋装砂井、压重法、软基大开挖清除、塑料排水板及振冲置换法等可能的软基处理措施逐一进行深入细致的分析计算和研究，最终选择振冲加固处理方案。采用离心模试验、有限元分析和现场生产性振冲试验分析验证所选设计方案的合理性和可靠性，提供振冲桩的设计布置、物理力学指标、施工工艺控制参数。从振冲满堂桩实施后的检测结果看，务坪水库深厚湖积层软基采用振冲置换法进行加固处理是可行的。     

某海堤与水闸连接段粉砂质地基处理方式研究

海堤与水闸的地基处理方式及上部荷载差异显著,两者极易产生不均匀沉降,严重影响其自身安全及减灾效益的充分发挥,急需研究预防措施。在对浙江东部海堤和水闸进行现场调研和现状分析后,选取粉砂质地基上的典型海堤和水闸,利用数值模拟软件FLAC~(3D),计算海堤与水闸连接段采用3种不同地基处理方式后海堤、水闸及其连接段的沉降值及其沉降差。经过进一步比较和分析后发现,海堤与水闸连接段粉砂质地基处理时,水闸相连端与水闸地基处理方式相同,海堤相连端与海堤地基处理方式相同,中间段地基沿连接段长度方向从水闸地基处理方式渐变为海堤地基处理方式,可实现地基承载力和刚度的渐进变化,减小海堤与水闸之间的不均匀沉降。     

无限深透水地基上土石坝铺盖长度对坝基渗流的影响

采用边界元法研究无限深透水地基上土石坝铺盖长度对坝基渗流的影响。土石坝坝基渗流量随铺盖的延长逐渐减小,并呈抛物线形分布;当铺盖长度达到一定值时,水力坡降稳定且渗流量的变化也不明显。由此,提出了建在无限深透水地基上的土石坝水平铺盖长度与坝前水头的关系。     

地基与基础工程技术新进展

近年来,我国水利水电建设项目的数量和规模都达到前所未有的水平,对地基与基础工程技术的要求更高.在岩石地基处理和覆盖层处理方面,采用了GIN灌浆法、无盖重固结灌浆、混凝土防渗墙、高喷灌浆等技术,效果良好;在堤防工程基础处理方面,采用垂直防渗及堤防质量检测技术,土工材料得到广泛应用,堤防整治技术有了很大发展.     

大坝基础强夯问题探讨

建立在深厚覆盖层基础上的沥青混凝土心墙坝,坝基覆盖层是否挖除,应视其工程地质特性而定。对于无软弱夹层和连续砂层透镜体、压缩模量小的覆盖层,若考虑对工期和工程量的影响可不予挖除,采用坝基强夯的处理措施。总结中国坝基采取强夯措施的经验,此处理方法将得到更为广泛的应用。