锦屏一级水电站运行期谷幅变形特性与影响因素分析

通过对锦屏一级水电站运行期跨江段谷幅历年变形值进行比较分析,总结运行期谷幅的变形规律和左岸边坡的变形收敛情况;采用逐步回归分析方法,分析运行期边坡谷幅变形的影响因素,分析库岸岩体变形与库水位、气温及其他作用因子的相关性,总结运行期左岸变形的时空分布规律与特点;通过各种观测手段与谷幅变形进行对比分析,对谷幅观测的可靠性进行验证,论证谷幅成果的可靠性和真实性。     

高拱坝谷幅变形特征及影响因素分析

针对我国一些高拱坝蓄水后出现谷幅收缩现象,影响大坝工作性态和长期安全的状况,基于国内某高拱坝的谷幅变形监测资料,全面分析了谷幅变形的时空分布规律,并通过建立谷幅变形多元回归模型,对各条测线的谷幅变形过程进行了回归分析,分离出谷幅变形的主要影响因子。在此基础上,结合坝址区特定的工程地质和水文地质条件,对谷幅变形的影响因素进行了分析。结果表明,谷幅实测变形中库盘水压面载引起的变形分量、库水位滞后效应分量以及气温分量较小,大多数为时效变形;在特定的水文地质条件下,蓄水后渗流场演变过程中岩体应力的不断变化调整可能是谷幅收缩变形的主要诱发因素。     

谷幅收缩变形对溪洛渡拱坝的安全影响分析

溪洛渡拱坝蓄水初期谷幅收缩现象较为明显,截止2017年5月19日,坝顶ＶＤＬ04测线谷幅变 形达到6．245ｃｍ,量值远超同类工程。在对谷幅变形进行函数拟合和收敛预测的基础上,对两岸谷幅应 用非线性有限元边界位移超载法,研究拱坝及基础应力、变形及塑性区变化规律,分析坝体－基础破坏 的薄弱部位及破坏方式,进行大坝在谷幅收缩极限状态下的安全评价。结果表明,随着谷幅变形超载倍 数的增大,死水位工况下游坝面420ｍ以下强约束区产生拉剪破坏区,并在下游坝面420ｍ以上生成左 右两个分支,沿左右拱端附近向上部高程发展,并向拱冠梁和坝体内部扩展;同时上游面以拱冠梁550ｍ 高程为中心发展出上游拉剪破坏区,并呈现对称扩展。正常蓄水工况,当谷幅超载倍数达到Ｋｃｚ＝3．0时 （ＶＤＬ04谷幅位移－22．436ｃｍ）,谷幅位移导致坝体塑性体积显著增长;而死水位工况,当谷幅超载系数 达到Ｋｃｚ＝2．0时（ＶＤＬ04谷幅位移－14．972ｃｍ）,谷幅位移导致坝体塑性体积快速增长。     

考虑谷幅收缩变形的高拱坝多源信息融合安全评判

水库蓄水过程中诱发的谷幅收缩变形对高拱坝结构的安全性有直接影响。为了评判谷幅收缩变形条件下的拱坝安全状态,以我国西南地区某高拱坝为例,首先,建立坝体变形监控模型,研究坝体变形与谷幅收缩变形的联系;在此基础上,融合大坝安全监测多源信息,构建了考虑谷幅收缩变形指标的大坝安全多源信息融合评判模型,采用云模型与D-S证据理论相结合的方法来评判大坝的安全性。基于监测数据由云模型求得的隶属度来确定大坝安全评价指标基本概率分配的方法,克服了传统方法主观性较强的缺点,结合D-S证据理论融合各监测指标基本可信度对大坝安全进行综合评判。结果表明,谷幅收缩变形可能是坝体倾向上游变形的主要原因,模型评判结果为大坝处于“基本正常”状态,与该高拱坝的实际情况基本相符,说明采用云模型求得的隶属度来确定大坝安全评价指标基本可信度分配的方法合理可行。     

谷幅收缩变形对高拱坝结构的影响分析

本文通过三维有限元方法,结合溪洛渡工程资料,并采用子模型方法研究了谷幅收缩变形对高拱坝结构的影响.考虑了不同谷幅收缩模式在正常蓄水位和死水位两种工况下,对71.73cm谷幅收缩变形作用和预测极限谷幅收缩作用下,溪洛渡高拱坝结构的应力和变形状态进行了研究.研究结果表明,大坝结构的应力分布规律、应力状态、应力极值大小以及拱...     

江垭水利枢纽工程垂直变形监测与变形特异性分析

文章对江垭水利枢纽工程垂直变形监测与变形特异性进行分析,发现大坝与近坝区岩体自大坝下闸蓄水以来发生了抬升,抬升与水位和温度的变化有明显的关联,通过坝下环线的三次复测,说明大坝蓄水后对坝下河段两岸岩体影响不大,同时,作为基准网而言也是基本稳定的。     

分叉型库盘变形及对特高拱坝变形性态的影响

由弹性理论推导了特高拱坝在库水压力作用下引起的库岸边坡表面横河向水平位移计算公式;利用有限元数值仿真方法模拟了分叉河道的库盘库型,开展了库型因子对库盘基岩和大坝变形的敏感性分析。理论分析和数值计算结果表明:库水位和岸坡坡角是谷幅收缩的主要影响因素,河道分叉处到坝前距离和库水位是影响库盘变形和坝体变形的显著因素;随着高程增加,库水面以下横河向岸坡变形先向两岸方向增大,然后一直减小,直至转向河谷方向,而库水面以上岸坡一直向河谷方向变形。     

四方井粘土心墙堆石坝施工期监测资料分析

为研究宜春市四方井水利枢纽粘土心墙堆石坝施工期变形特性,依据工程施工期监测资料,对其主要监测断面的变形特征及分布规律进行了分析。结果表明,大坝变形符合面板堆石坝施工期的一般规律,变形量较小,施工质量良好,研究结果可供类似工程参考。     

乐滩水电站运行期大坝变形特性分析

以原型监测为基础,将实测值分析与理论推导相结合,对乐滩水电站运行期大坝变形的时空分布规律进行分析和评价。位移分析表明：坝基变形量及测值变幅普遍小于坝顶,由于分析时段内库水位变化较小,温度是影响坝体变形的控制因素;坝顶沉降量冬季大、夏季小,沿横河向呈不规则敞口＂U＂形分布,河谷坝段沉降普遍大于岸坡坝段;坝顶水平位移夏季向上游变化,冬季向下游变化,沿横河向呈不规则敞口＂W＂形分布,这与不同坝段的结构有关。挠度分析表明：坝体水平变形量随观测高程的降低呈递减规律,坝顶衰减速率快,至坝基变形趋于稳定。综合分析认为,坝体变形的时间演化规律和空间分布规律正常,大坝目前处于安全状态。     

深厚覆盖层面板堆石坝施工期应力变形分析

新疆阿尔塔什水利枢纽工程面板堆石坝坝高164.8 m,地基覆盖层最大厚度94 m,坝体和面板协调变形问题对大坝安全有重要影响。采用三维有限差分软件FLAC~(3D),对阿尔塔什水利枢纽工程深厚覆盖层面板堆石坝在施工期的应力变形进行了分析,结果表明:坝体最大沉降变形发生在1/3坝高位置;坝0+475剖面最大沉降量为0.55 m,覆盖层的变形量为0.32 m,覆盖层变形占坝体最大沉降变形的58%,河床深厚覆盖层产生的压缩变形对坝体的沉降变形影响较大;靠近坝轴线坝体沉降变形随填筑过程发展较快,高程1 680.0～1 736.0 m和高程1 736.0～1 752.0 m坝体填筑过程中沉降速度分别为2～3 cm/8 m和5～6 cm/8 m;数值计算结果与施工期实测沉降变形和变形特征较为吻合。后期施工和大坝运行过程中应对深厚覆盖层的变形加以关注,适当放慢施工进度,对于分期面板浇筑应适当预留一定沉降期。     

考虑非饱和渗流的谷幅变形对高拱坝影响分析

蓄水初期谷幅变形对拱坝当前工作性态和长期安全状况的影响是坝工界和学术界面临的新课题。针对我国锦屏一级拱坝蓄水期间出现的谷幅收缩问题,基于非饱和渗流分析理论,采用非线性有限元数值分析方法,通过对裂隙岩体吸湿曲线进行敏感性分析,研究了非饱和渗流过程中的谷幅变形规律,并分析了谷幅变形对大坝位移和应力的影响。结果表明:在非饱和渗流场作用下,两岸边坡向河谷中心变形,且上游比下游的谷幅变形值大。随着水位的升高,谷幅变形值不断增大,当渗流场达到饱和时谷幅收缩值最大。在非饱和渗流过程中坝体位移和应力的分布规律基本保持不变,但随水位的升高坝体最大顺河向位移和最大主压应力略有减小,最大主拉应力略有增加。谷幅收缩对坝体产生挤压作用,导致坝体最大顺河向位移减小,最大主拉应力由坝踵向坝肩上游侧转移,下游面高压应力区向拱冠梁中部扩展,且饱和渗流场对拱坝位移和应力的影响比非饱和渗流场明显,但渗流场作用的谷幅变形对坝体位移和应力的改变有限,不会影响坝体的整体稳定性。     

考虑坝体-地基接触效应的特高心墙堆石坝结构安全性研究

传统的土石坝结构计算分析中通常忽略坝体与基岩之间的摩擦滑动变形, 这与实际情况不符,坝体-地基接触摩擦效应对于修建在狭窄陡峻河谷区的特高坝表现尤为明显。采用三维有限元方法对修建在狭窄河谷区特高心墙堆石坝结构安全性进行了研究,研究中考虑了坝体-地基摩擦接触效应,模拟了水库蓄水、坝料湿化、流变等多因素共同作用下坝体结构力学行为以及坝体-地基接触位移演化过程。基于倾度法对坝体运行过程中可能的裂缝扩展区域进行了预测。研究得出:对于狭窄河谷上特高土石坝,坝体与地基的相对滑移较大,计算中应予以考虑。研究结论可为峡谷区特高心墙堆石坝设计提供技术依据。     

锦屏一级水电站工程主要技术创新实践

锦屏一级水电站是雅砻江干流下游河段的控制性梯级电站,其双曲拱坝坝高305 m,为已建世界第一高拱坝。工程区山高坡陡、地质条件复杂,工程建设面临高山峡谷区特高拱坝施工布置、复杂地质条件下高陡边坡稳定与处治、复杂地质条件坝基与抗力体处理、特高拱坝高性能混凝土及原材料、特高水头大流量窄河谷泄洪消能与强雾雨防治、特高拱坝优质快速施工、极低强度应力比高地应力条件下大型厂房洞室群围岩大变形控制等前所未有的技术挑战。这些问题通过建设各方的努力成功地得到解决。介绍了锦屏一级水电站工程建设的关键技术和创新性解决方案,以期为今后类似工程问题的解决提供技术借鉴,促进水电工程特高拱坝建设技术发展。     

狭窄河谷中高面板堆石坝应力变形特性研究

结合高179．5m的洪家渡面板堆石坝，采用数值计算分析与大型离心模型试验的方法，深入研究了狭窄河谷中高面板堆石坝的应力变形特性．通过分析计算，给出了狭窄、不对称河谷地形条件下高混凝土面板堆石坝在施工期和蓄水运行期的应力、变形分布规律，以及面板周边缝的变形特点．同时，还对不同填筑干密度对坝体和面板应力变形特性的影响进行了对比分析．研究结果表明：河谷的地形条件对面板应力变形有着显的影响，通过改进碾压施工技术，提高填筑密度，将对坝体和面板的应力变形性状的改善，提高坝体的整体安全性起到重要的作用．     

马来西亚巴贡水电站面板堆石坝设计综述

巴贡水电站位于马来西亚沙捞越州中部拉让江支流巴鲁伊河上。大坝为混凝土面板堆石坝,坝顶高程为235.00 m,最大坝高202 m,是目前已建和在建的200 m级以上面板堆石坝之一。坝高库大,填筑材料主要由杂砂岩和部分页岩（泥岩）组成,坝体变形尤其是后期变形,坝体材料分区、压实标准及变形控制,适应坝体变形的止水结构,面板设计,大坝填筑施工期间雨季时段长,降雨量大,解决大坝施工期反渗排水问题等是设计工作中的重点和难点。已有的监测成果表明：在巴贡面板堆石坝的设计、施工中所采用的技术是合适的。     

谷幅变形对拱坝工程安全影响案例分析及有关启示

为充分认识谷幅变形对拱坝的安全影响,收集了国内外受到谷幅变形收缩影响的拱坝案例,分析并讨论了拱坝的运行情况和应对谷幅变形的措施.综合这些工程案例,建议高拱坝工程建设应尽早开展谷幅变形相关监测,对出现的谷幅变形需开展相关机理研究,同时应结合大坝安全监测资料,采用多种方法分析谷幅变形对拱坝的安全影响,并可采取提高水库最低运...     

甘肃西流水面板堆石坝应力变形分析研究

采用非线性有限元分析方法，对甘肃省龙首二级（西流水）水电站面板堆石坝的应力变形特性进行了分析，给出了坝体及面板在施工期和蓄水期的应力和位移分布．并分析了高趾墙的应力变形特性。计算结果表明，由于四流水面板堆石坝位于狭窄河谷，坝体的变形受岸坡约束影响较大，面板在蓄水期沿坝轴线方向和坝坡方向呈双向受压状态．高趾墙大部分区域承受拉应力，但拉应力数值不大。本文的计算分析结果除可以为西流水工程的设计、施工提供依据外．对其它类似工程也具有一定的参考价值。     

基于子模型法的混凝土面板堆石坝应力变形数值分析

采用非线性有限单元法,并基于邓肯-张(E-B)非线性本构模型,考虑面板堆石坝填筑施工与蓄水过程,利用中点增量法对苗家坝面板堆石坝进行了三维有限元数值仿真分析,得到了坝体施工期和蓄水期坝体的应力变形分布规律,从坝体结构意义上判断,堆石坝体工作是可靠的;同时,为了获得面板及其接缝应力变形更为精确可靠的结果,采用发展的三维子模型方法,而面板与垫层区之间的特殊边界用耦合的薄层单元进行模拟.工程算例的计算结果表明:面板应力和变形规律正常,较大拉应力分布范围局限在铺盖保护区以内,面板竖缝和周边缝变形值不大,面板的安全性是比较有保障的.同时,进一步证明了用耦合的薄层单元模型模拟接触面的子模型法在面板应力变形计算中具有一定的可行性和可靠性.