大山口拱坝重力墩裂缝分析

新疆大山口拱坝蓄水运行后,于1994年冬在右岸重力墩处发现裂缝,1999年又在左岸重力墩近似对称位置发现类似裂缝。从裂缝的宽度、发生的部位等情况来看,在国内并不多见,其对坝体安全性的影响成为关注的焦点。本文通过限元计算分析表明：大山口拱坝重力墩的裂缝是由温降荷载引起的且有进一步加深的可能,但是裂缝的出现释放了集中的拉应力,整调了重力墩的受力状态,对坝体变形和稳定没有影响,仅对重力墩的基础应力会有一定影响。     

引入向量的概念对贵定四寨水库重力墩进行三维应力分析

进行重力墩应力分析的主要目的就是对重力墩在施工期以及运用期间是否满足强度要求进行检验,从而保证重力墩在运用过程中大坝坝体不会出现裂缝以及断裂等强度问题。主要阐述引入向量的概念对贵定四寨水库重力墩进行三维应力分析。     

混凝土的温度裂缝及其裂缝稳定性初探

分析了大坝混凝土表面温度裂缝的成因、混凝土的破坏机理,以及模拟计算中的裂缝处理方法,并采用分布裂缝模型的处理方法,应用ANSYS软件对盐津桥拱坝重力墩在已知温度场下的温度裂缝进行了计算分析.还对该重力墩在温度荷载与外荷载共同作用所形成的复杂应力场下的裂缝计算分析,将其分析结果与仅仅在温度荷载作用下的裂缝分析结果进行了对比,并研究裂缝在使用期的稳定性.     

大山口大坝重力墩裂缝的检查及工程处理

本文指出了大山口大坝重力墩较为可靠的物探方法,即高密度地震映像和声波跨孔法,探明左岸重力墩裂缝为浅层裂缝,右岸重力墩裂缝为贯穿缝。据此作者提出了合理的化灌充填缝面和锚索加固工程处理措施,同时指出了处理工程中的缺陷。     

混凝土闸墩晚期温度应力与裂缝闸墩应力分析

采用弹性体系平面有限单元法,对闸墩晚期温度应力与裂缝闸墩的应力进行计算和分析。着重讨论了闸墩晚期温度应力与浇筑时间的关系,裂缝高度与裂缝条数对闸墩应力的影响,并进而对闸墩裂缝的发展高度及裂缝闸墩的安全问题提出了见解。     

太平哨水电站溢流坝闸墩裂缝成因数值分析

应用三维有限元方法对太平哨水电站溢流坝闸墩竖向开裂的原因进行数值分析,计算中主要考虑了温度作用、静水压力、自重及冰压力的影响。通过对裂缝实际发生位置的应力变化规律进行分析,发现大坝在正常挡水情况下,冰压力对闸墩应力的影响很小,不足以使闸墩混凝土开裂;冬季温降荷载对闸墩应力影响很大,很多典型位置拉应力已经超过混凝土抗拉极限值,从而认为温度荷载是闸墩出现裂缝的主要因素。     

温瑞灌区瓯江翻水站泥炭塘渡槽及边坡除险加固设计

瓯江翻水站渠道经多年运行,泥炭塘渡槽入口处渠道产生裂缝,出现渗水,引起边坡变形和蠕动,同时在渡槽渠首位置的重力墩墙基础出现淘空现象,墩墙出现裂缝,严重威胁渠道及渡槽的安全运行,对渡槽处及变形的渠道边坡进行加固处理。介绍了温瑞灌区渠道渡槽及边坡工程除险加固设计中的技术处理与经验总结。     

闸墩混凝土施工期温度裂缝的计算与处理

通过对某闸墩混凝土温度应力和温度裂缝宽度的计算,分析了闸墩混凝土施工过程中出现裂缝的原因,指出水泥水化热过高、养护措施不力及早期遭遇气温骤降等是引起裂缝的主要原因。对该裂缝采取化学灌浆进行处理,取得了良好的效果。     

水利工程中闸墩混凝土防裂措施探讨

水利工程中的墩混凝土体积一般都比较大,属于大体积混凝土,而作为脆性材料的混凝土抗拉强度较低,一旦受内外部因素影响,产生的拉应力大于其抗拉强度,就会出现裂缝。闸墩混凝土裂缝不仅破坏了闸墩结构的整体性,也影响了建筑物的耐久性和安全性。     

混凝土闸墩分层浇筑时间间隔的优化控制

在大体积混凝土分层浇筑过程中,浇筑间隔是控制混凝土温度裂缝产生的一个重要因素。针对混凝土闸墩分层浇筑时间间隔问题,通过对分层浇筑施工过程中闸墩温度应力进行分析,阐述了分层浇筑对闸墩应力的影响,并结合实例提出控制浇筑时间间隔、优化工程施工的方法。结果表明:该闸墩工程一、二期混凝土浇筑时间间隔为12 d时温度应力和保证系数均达到最佳值。以闸墩表面温度应力为控制指标,选取合理的间隔时间,不仅能降低表面温度应力、避免温度裂缝的出现,而且还可以加快施工进度、缩短施工周期。     

大山口水电站大坝安全定期检查既述

大山口大坝于1999年9月开始定检,对工程等级与洪水、工程地质条件、坝体稳定应力进行了复核,对施工质量进行了复查;对重力墩裂缝成因与影响进行了分析,对基础渗漏、大坝变形分析和大坝运行进行了分析总结,结合现场检查,定检专家组完成了大山口大坝定期检查工作,大坝被评为正常坝。     

重力坝坝踵裂缝水力劈裂耦合分析

大坝运行期间,重力坝坝踵裂缝在较高水头作用下易发生水力劈裂破坏。建立扩展有限元法框架下重力坝坝踵裂缝水力劈裂耦合数值模型,并采用扩展有限元法模拟水力劈裂耦合作用下重力坝坝踵裂缝扩展过程。计算结果表明:重力坝坝踵初始裂缝逐渐向坝基底部扩展,且裂缝扩展方向朝向下游;无水力劈裂作用下的裂缝开裂角大于水力劈裂作用下的,无水力劈裂耦合作用下的裂缝开裂角小于水力劈裂耦合作用下的;重力坝坝踵裂缝扩展前,裂缝内水压力基本与边界水压力相同,当裂缝开始扩展时,裂缝内水压力会降低,而后裂缝张开宽度不断增大,裂缝内水压力又会变成边界全水头;裂缝水力劈裂导致裂尖Ⅰ型应力强度因子增大,降低了重力坝裂缝的稳定性。研究结果可为重力坝坝踵裂缝水力劈裂防治提供理论依据。     

重力坝横缝止水至坝面距离对防止坝面劈头裂缝的影响

在混凝土重力坝、尤其是通仓浇筑的重力坝上游面， 往往出现严重劈头裂缝。为了防止这种裂缝的出现，必需加强温度控制， 并加大横缝内止水至坝面的距离， 利用缝内水压力， 在坝体上游面产生压应力， 以减小劈头裂缝出现的可能性， 但这种影响目前尚无法定量分析。经研究给出一个计算方法， 计算结果表明， 止水至坝面距离以达到横缝间距的０２５～０４５ 倍为宜。这一计算方法和结论对于常规混凝土重力坝和碾压混凝土重力坝都是适用的。     

重力坝动态断裂分析

地震作用下重力坝的坝踵裂纹及其稳定性是工程界普遍关心的问题。本文基于比例边界有限元法（the scaled boundary finite element method-SBFEM）研究重力坝坝踵裂纹的动态应力强度因子（stress intensity factor -SIF）的变化规律。SBFEM的优点是可以给出位移场沿径向的解析解，直接按定义求出SIF，而不必对裂尖进行特殊处理。以柯依那重力坝作为算例，进行了频域法和时域法的分析，比较了不同坝踵裂纹长度的应力强度因子，计算了地震应力沿坝基交界面的变化。同时计算了裂纹内水压分布对应力强度因子的影响。计算结果表明随着裂纹长度的延伸， 的峰值逐渐增大；裂纹内水压力越大，对应力强度因子的影响越大。研究成果对重力坝抗震安全性评价具有重要意义。     

混凝土重力坝坝体裂缝摩擦系数影响研究

基于断裂力学理论并结合有限元方法,对混凝土重力坝坝身水平裂缝的摩擦特性进行了数值模拟及分析,得到了不同摩擦水平下裂缝尖端力学特性及坝体位移、应力状态的变化规律。计算结果表明,无论是对裂缝本身还是对整体大坝,裂缝摩擦系数在某个区间上的变化都使得裂缝和坝体的力学特性存在着突变,这在坝体安全监测上值得关注。本文研究成果可为带缝混凝土坝运行期间的监测提供方向,为坝体裂缝加固提供依据。     

地震荷载作用下裂缝内水压变化规律研究

在地震荷载作用下,混凝土重力高坝含水裂缝快速张开闭合导致水体压缩,产生附加水压,极易引起裂缝失稳。为了探究地震荷载作用下裂缝内水压变化规律,假定裂缝形状为椭圆形,推导出裂缝在地震荷载作用下附加水压计算公式。通过实例分析地震荷载作用对裂缝内附加水压及裂尖应力强度因子在不同方向、不同尺寸以及不同排水率条件下的影响。研究表明:在地震荷载作用下,计算实例的最大附加水压达到初始水压的7.55倍;随着初始裂缝宽度的增大,最大附加水压和裂尖附加应力强度因子快速减小,且初始裂缝宽度越小,排水率对附加水压的影响程度越大;裂缝倾斜角度对裂尖附加应力强度因子影响不显著。研究结果可为进一步研究地震荷载作用下重力高坝中裂缝的稳定性提供理论基础。     

大山口水电站大坝安全运行管理综述

本文对新疆大山口水电站大坝安全运行管理情况做了比较全面的综述,总结了成功的经验和存在的问题,重点阐述了大坝首次定检专题中重力墩裂缝加固及大坝基础渗漏处理等工作,并提出了今后的工作任务。首次定检工作的开展对大山口水电厂大坝安全运行管理起到了积极推动作用。     

Seismic response of concrete gravity dam reinforced with FRP sheets on dam surface

This paper aims at exploring the effects of anti-seismic reinforcement with the fiber-reinforced polymer （FRP） material bonded to the dam surface in dam engineering. Time-history analysis was performed to simulate the seismic failure process of a gravity dam that was assumed to be reinforced at the locations of slope discontinuity at the downstream surface, part of the upstream face, and the dam heel. A damage model considering the influence of concrete heterogeneity was used to model the nonlinearity of concrete. A bond-slip model was applied to the interface between FRP and concrete, and the reinforcement mechanism was analyzed through the bond stress and the stress in FRP. The results of the crack pattern, displacement, and acceleration of the reinforced dam were compared with those of the original one. It is shown that FRP, as a reinforcement material, postpones the occurrence of cracks and slows the crack propagation, and that cracks emanating from the upstream surface and downstream surface are not connected, meaning that the reinforced dam can retain water-impounding function when subjected to the earthquake. Anti-seismic reinforcement with FRP is therefore beneficial to improving the seismic resistant capability of concrete dams.     

考虑开裂约束的重力坝体型优化设计

实体重力坝由于剖面尺寸大,混凝土用量较多,在设计时要进行最优化设计以使坝型既安全又经济。然而重力坝在运行中,上游坝踵区往往会出现开裂,随着筑坝高度的增加,坝踵开裂的概率也会越来越大,但坝踵的开裂并不一定意味着坝体的毁坏,只要保证裂缝是稳定的,坝体仍能正常运行。基于这一情况,对重力坝考虑开裂约束下的体型优化设计进行了研究,引入断裂参数约束式,建立开裂约束条件下的优化设计数学模型。并通过对工程实例的优化计算分析得出了合理的坝体断面,优化效果比较理想。