水利工程土石坝枢纽设计中的要点分析

土石坝枢纽设计是水利工程建设的重点工作,对于整个水利工程土石坝施工工程的质量有着非常关键的影响。随着社会的发展,对水利工程土石坝枢纽设计、施工要求越来越高,因此选择哪种土石坝枢纽设计方法,怎样设计水利工程土石坝枢纽成为水利工程的一项值得思考的问题。本文主要分析探讨了水利工程土石坝枢纽设计中的要点。     

土石坝的渗流特性分析及仿真模拟研究

土石坝渗流问题是当前造成我国部分地区土石坝危害的主要原因之一,因此我们要对土石坝的渗流特性进行分析,并通过试验对土石坝进行仿真模型分析,以确保土石坝安全可靠的运行。     

土石坝心墙水力劈裂研究探讨

简要评述了国内外关于土石坝心墙水力劈裂的研究现状,归纳了土石坝心墙水力劈裂在发生机理、发生条件、数值模拟和影响因素等方面的研究成果,以期解决土石坝心墙的水力劈裂问题。     

高土石坝变形破坏过程预测理论和防控技术创新

中国是世界上高土石坝数量最多的国家,复杂建坝条件和恶劣服役环境下高土石坝建设和长期安全保障面临严峻技术挑战。介绍了“十三五”国家重点研发计划项目“复杂条件下特高土石坝建设与长期安全保障关键技术”的主要成果：揭示了粗粒土颗粒破碎对高土石坝变形的影响机制、粗粒土加载变形和流变变形服从不同流动准则的规律,以及坝基深厚覆盖层原位结构损伤演化规律,建立了精准预测高土石坝坝体和坝基变形发展过程和分布规律的本构理论;基于计算接触力学理论建立了模拟高土石坝不同材料界面复杂接触问题的非线性数值计算方法和模拟高土石坝三维裂缝萌生—扩展全过程的数值计算方法;发展了实用的非饱和土固结理论,实现了高心墙坝全生命期变形与渗流耦合过程的精细模拟;建立了高面板坝面板太阳热辐射温度应力场和结构破损过程模拟计算方法;研发了适用于高土石坝填筑、蓄水、运行等全过程模拟的高性能软件平台;针对特高土石坝建设和运行过程中常见病害,提出了相应的特高土石坝变形破坏防控技术。     

土石坝渗流计算原理及防渗加固措施

针对在土石坝中因渗流引起的滑坡、渗透等现象，分析了土石坝渗流计算原理，提出了达西定律，对渗流稳定性作了研究，归纳了防止渗流的各种技术措施，以防止土石坝工程病害的发生。     

土石坝的快速施工

土质心墙堆石坝现已成为世界高坝建设的主流坝型之一,随着新型土石方机械的大量投入及填筑施工工艺水平不断提高及筑坝材料试验研究的深入,极大地拓宽了土石坝的用料范围和用料模式,为土石坝更广泛地应用提供了有利条件,改变了土石坝长期存在着建设工期长、填筑强度低的不足,进一步加快了施工进度.笔者参加了不少土石坝的填筑,浅析填筑施工质量及安全运行,探讨土石坝的快速施工.     

浅谈水库工程中土石坝的养护维修

文章阐述了土石坝日常养护修补措施，并针对土石坝常见病害提出了大、中、小修补养护维修方案。     

强震作用下特高土石坝多耦合体系损伤演化机理及安全评价准则

中国西部拟建多座坝高250～300m级别的特高土石坝工程,但西部地区地震频度高、强度大,地震的突发性和不确定性对这些特高土石坝的抗震安全构成了巨大威胁。高土石坝抗震安全评价是多系统、真三维、非线性、非连续的复杂问题。然而,传统高土石坝动力分析方法仍在弱非线性范围内,各种相互作用的影响大多被简化并孤立进行,难以对强震作用下特高土石坝动力破坏过程、耦合效应及其影响进行深入研究和科学认识。面向中国300 m级特高土石坝建设需求,依托RM、拉哇等特高土石坝,重点突破了筑坝材料强非线性、大坝-地基-库水动力相互作用、精细化建模和分析方法、自主高性能计算软件以及极限抗震能力评价方法和标准等方面的一系列科学问题和技术难题。研究成果为特高土石坝抗震安全设计提供了先进的评价方法和标准。     

论土石坝的巡视检查

本文论述了土石坝的巡视检查。为土石坝防汛安全提供了帮助。     

基于BIM的土石坝4D模型在施工进度管理中的应用框架

为了解决土石坝施工BIM的构建问题,从而实现BIM技术在土石坝施工进度管理中的应用和推广,通过调研当前水利工程领域已采用的BIM软件,并分析其优劣,结合文献中的土石坝施工BIM构建方法,提出基于Autodesk平台简捷适用的土石坝施工BIM构建流程,从而建立基于BIM的土石坝施工进度管理框架。     

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.     

新疆坝工技术进展

新疆有大小河流570余条,97%的河川径流形成于山区。因此,山区水库大坝建设是开发水能资源、实现水资源合理配置与有效调控的重要措施。自20世纪90年代以来,新疆的水库建设已从平原水库转入山区水库建设,筑坝材料也在当地材料坝的基础上不断改进,碾压混凝土坝、混凝土面板砂砾石堆石坝、沥青混凝土心墙堆石坝、土工膜防渗堆石坝等坝型不断涌现。结合新疆坝工建设,系统地总结了坝工技术特点和取得的主要技术创新成果,研究认为:以黏土心墙堆石坝为基础坝型,以混凝土面板砂砾石堆石坝和沥青混凝土心墙堆石坝为主要发展方向,在高寒地区、高地震区、深厚覆盖层等特殊环境和各种不良地质条件下的筑坝技术,是新疆坝工建设的显著特点。努力在坝工设计、坝基处理、施工工艺和建筑材料等关键技术取得不断进步和创新,对于提高大坝建设和运行管理的技术经济水平、安全可靠性能具有非常重要的促进作用。     

中国小型水库溃坝规律与对策

根据1980～2006年期间溃坝的小型水库数据,从不同历史阶段、坝型、坝高、决口部位、溃坝原因、溃坝月份、溃坝所在地区等多方面进行分类统计,阐述了小型水库溃坝的成因与规律。目前,年溃坝座数和年溃坝率较低,研究认为通过完善的水库法规化、规范化管理,并结合病险水库除险加固工程建设,我国小型水库的安全管理水平得到较大提升。还从综合统计和典型案例中总结小型水库溃坝防治经验,针对不同原因引起的溃坝,如溢洪道过小及溢洪道堵塞、质量问题包括新老坝体结合处渗漏、管理不当等,初步探究了加强小型水库安全管理的对策措施。     

橡胶坝及其施工技术

介绍了橡胶坝的种类及应用特点,概括了橡胶坝在水利工程中的应用情况,结合工程实例,论述了橡胶坝的施工要点及主要步骤,在此基础上提出了质量保证措施,以提高橡胶坝的工程质量.     

地质缺陷对拱坝及坝基力学行为的影响

  通过对一个坝址地质结构较为发育的拱坝作三维有限元非线性分析,分析了温度、渗流,地形地貌,地基上的地质缺陷等对拱坝及大坝运行时地基的力学行为的影响。并给出了复杂地基的拱坝的位移场、应力场的分布规律和传力特性。对大坝及基岩上塑性区产生的机理,形式和发展趋势作了分析。     

大坝溃决社会及环境影响评价

水库溃坝风险的大小不仅取决于溃坝事故发生的可能性,也取决于溃坝事故导致的后果。在溃坝事故发生可能性一定时,后果越严重则溃坝风险就越大。溃坝后果主要包括4个方面:溃坝导致的生命损失、经济损失、社会影响和环境影响。与溃坝导致生命损失、经济损失估算的研究成果相比,目前对于溃坝社会及环境影响的研究则明显不足。针对水库溃坝行为特点,分析了水库溃坝的主要社会及环境影响,在系统收集水库溃坝后果资料的基础上,建立了水库溃坝社会影响及环境影响评价指标体系、量化方法,根据溃坝社会及环境影响因素的特点,结合采用层次分析法和模糊数学方法实现对溃坝社会及环境影响程度的有效评定。     

高拱坝振动台地震破坏试验研究及数值仿真

 以大岗山拱坝模型的动力破坏试验为基础,从试验和数值计算角度,对整体拱坝动力特性、薄弱部位、破坏形态以及抗震性能进行研究。采用和混凝土性能相似的脆性模型材料,通过逐级加载的方式在振动台上对整体拱坝进行从弹性到破坏整个过程的模型试验,分析坝体动态特性、加速度和应变的变化规律。并采用弹脆性损伤模型对混凝土拱坝在地震作用下损伤破坏的全过程进行数值仿真,探讨拱坝动力破坏过程、破坏形态,并与试验结果进行对比分析。结果表明：模型试验和对原型进行的数值模拟所得到的破坏过程和破坏形态都较为接近。在顺河向地震作用下,顶拱的坝中部位为地震应力最高的区域,是坝体薄弱的部位,整体拱坝首先在该位置出现裂纹,其次是顶拱距左右两岸1/4拱圈处。在强震作用下,拱向和梁向裂缝贯穿上下游,将导致拱顶中部的混凝土脱离坝体,丧失壅水功能。试验和计算结果相互印证,可呈现高拱坝在强烈地震作用下的损伤破坏过程及破坏形态,确定抗震薄弱环节,为混凝土高坝的抗震功能设计提供基础。     

白鹤滩水电站上坝线左拱座楔形体安全性能分析

 白鹤滩水电站上坝线左拱座底部岩体被陡倾断层切割成多个楔形体,坐落于拱坝底部及其下游,其稳定性直接影响到坝基和拱坝的安全。考虑楔形岩体各滑动面上复杂的渗透压力进行拱坝及楔形体安全性能分析,在FLAC3D中编制多种形式水压力施加程序,并以概念模型进行验证。根据数值计算结果,通过分析所选取结构面的典型节点位移变化,研究楔形体的稳定安全度、面安全系数及超载条件下屈服扩展状况,对其安全性能进行综合分析。研究表明：楔形体滑面考虑裂隙水压力和扬压力作用下,底部LS331滑面的安全度低于坝基接触面,上游右岸坝踵处开始出现局部屈服的超载安全系数为1.5,楔形体不能正常运行的超载安全系数为3.1,坝基不能正常运行的超载安全系数为3.3,坝基岩体整体破坏的超载安全系数为5.5。     

Numerical analysis of a double layer rubber dam

A new rubber dam with two layers of dam bodies anchored closely into a rigid base is proposed to improve the water-retaining ability of the conventional rubber dam. Numerical studies using FLAC^2D software are conducted to analyze the behavior of the proposed double layer rubber dam. Laboratory model tests are also carried out to verify the accuracy of the numerical model. It is found that the optimal internal water head in the upstream dam normalized by its cross-sectional perimeter ranges from 0.35 to 0.45, and that in the downstream dam ranges from 0.32 to 0.40. The double layer rubber dam has optimal perimeter ratio of 0.8 and optimal anchoring distance normalized by cross-sectional perimeter of upstream dam of 0.08. For same ultimate external water head, the cross-sectional perimeter of the double layer rubber dam increased by 25.7%–49.6% than that of conventional rubber dam in different design parameters. However, the requirements of the maximum circumferential tensile strength of the upstream and downstream dams decreased by 40.8%–62.9% and 51.9%–69.6%, respectively. Assuming the material cost is determined by length and maximum circumferential tensile strength of membrane materials, the total material costs of the proposed double layer rubber dam reduce at most 82.2% than those of the conventional rubber dam in different design parameters.     

小流域淤地坝系的溃决洪水分析

中国黄土高原建成了数量众多的淤地坝,形成了大量的小流域坝系。当坝系的空间分布不合理时,一坝溃决往往引起下游坝连锁溃决。为了合理评价坝系的整体防洪能力,提出了一套模拟暴雨引起淤地坝坝系连锁溃决过程的方法。定义了坝系中坝的分级规则,提出了一种自动确定每座坝分级的方法。根据坝的分级从低到高的次序,依次对坝系中的每座坝进行产流分析、水库调蓄分析、溃坝判别和溃坝洪水分析,从而模拟坝系的连锁溃决过程。基于上述方法编制了计算程序,对陕西省绥德县的王茂沟小流域坝系的连锁溃决问题进行了模拟,并结合有关淤地坝水毁调查资料对模拟结果进行了分析。