新疆某碾压式沥青混凝土心墙坝设计

某碾压式沥青混凝土心墙砂砾石坝建在新疆高寒地区,介绍了该沥青混凝土心墙轴线、心墙厚度、过渡层厚度的确定及心墙与坝基防渗体的连接方式,并对其进行了坝体三维有限元应力应变静力分析。结果表明:相对于浇筑式沥青混凝土心墙、土料心墙等坝型,碾压式沥青混凝土心墙坝宜选择较厚的过渡层,以利于心墙施工控制;心墙厚度主要取决于坝体高度和坝壳料可能的变形情况。经综合评价,该坝变形协调性良好,应力分布基本合理,沥青混凝土心墙不会发生水力劈裂和拉裂破坏,坝体结构布局较为合理。     

三峡茅坪溪沥青混凝土心墙堆石坝应力变形分析

茅坪溪沥青混凝土心墙堆石坝是三峡工程挡水建筑物的重要组成部分。为了研究坝体及心墙在施工和蓄水条件下的工作性状,分别使用邓肯Eμ模型和清华非线性解耦KG模型,对茅坪溪沥青混凝土心墙堆石坝进行了应力和变形的有限元计算分析。计算中对心墙沥青混凝土使用了参照现场钻孔芯样试验成果修正后的强度和变形参数。根据计算结果,坝体及心墙的应力和变形值均处在合理范围之内,表明茅坪溪防护坝采用沥青混凝土心墙堆石坝坝型,并利用现场开挖料分区填筑的坝体设计方案是合理和可行的。通过对比分析,还对坝体的施工程序提出了建议。     

拉洛水利枢纽沥青混凝土心墙与廊道连接型式研究

柔性沥青混凝土心墙与刚性混凝土廊道之间的连接部位是大坝防渗体系的薄弱环节。为了确保连接部位的经济性与可靠性，针对拉洛水利枢纽高沥青混凝土心墙堆石坝，设计了3种不同的连接型式。考虑沥青混凝土心墙、混凝土廊道、土石坝填筑料与基岩四者之间的相互接触受力特性，分别建立有限元模型模拟坝体填筑和蓄水过程，研究了在竣工期与蓄水期3种不同连接型式条件下心墙与混凝土廊道的应力变形特性，对比分析了各种连接型式的优缺点，提出了混凝土廊道与沥青混凝土心墙的最优连接型式。结果表明：若竣工期心墙与两边过渡料沉降均匀，则心墙拱效应小；蓄水期心墙与廊道水平位移不协调会导致心墙底部竖向应力突变；连接型式3能使得沥青混凝土心墙、廊道与廊道后堆石料共同协同变形，是最优设计方案。研究成果可为沥青混凝土心墙结构型式选择提供理论依据。     

沥青混凝土心墙坝蓄水期的特性

为研究沥青混凝土心墙的变形性能，对德国丁恩（Ｄｈｕｎｎ）主坝和上游坝，通过安装在心墙和观测竖井中的仪器进行了长期观测。从对初期蓄水期和运行期心墙受力和变形情况的分析，得出的结论是：沥青心墙的变形特必嫒 坝肩影响；为上心墙的剪应变，应改善坝体的沉降性能；不赞成减小心墙上部宽主。总之，沥青混凝土心墙可以用于坝高大于１００米的高坝。     

三座店水库堆石坝沥青混凝土心墙施工技术

文章以三座店水库堆石坝沥青混凝土心墙施工为例,论述了沥青混凝土搅拌工艺、心墙施工技术和质量控制方法。证明了沥青混凝土心墙作为坝体的防渗体具有抗渗性好、抗老化程度强、工艺简单、施工方便、适应一定的坝体变形等特点。     

官帽舟水电站沥青混凝土心墙混合坝静力研究分析

官帽舟沥青混凝土心墙混合坝最大坝高109 m,坝体下游干燥区尽可能充分利用泄洪开挖利用料。根据筑坝材料试验参数,采用邓肯一张模型,进行三维非线性坝体静力研究分析,坝体最终沉降较小,坝体变形适度,沥青混凝土心墙顺河向位移很小,坝体的应力水平合理,沥青混凝土拉应力小于拉伸强度,说明沥青混凝土不会发生水力劈裂破坏。官帽舟沥青混凝土心墙混合坝能较充分利用泄洪开挖的软岩利用料,合理可行。     

沥青混凝土心墙堆石坝地震变形评价方法及其可靠度分析

沥青混凝土心墙堆石坝可就地取材,工程造价低,在我国西部强震区被广泛应用。因其工作条件复杂,且筑坝材料具有非线性特性,故其地震安全评价问题一直受到工程界的关注。因此开展地震作用下沥青混凝土心墙堆石坝的可靠度分析具有理论意义和工程应用价值。本文以坝体裂缝作为坝体地震变形破坏的判断依据,将坝体地震变形倾度作为地震安全的控制指标,建立了基于倾度法和中心点法的沥青混凝土心墙堆石坝地震变形可靠度分析方法。以某98 m高的沥青混凝土心墙堆石坝为例,进行了地震变形的可靠度分析。结果表明:基于本文沥青混凝土心墙堆石坝地震变形可靠度分析方法,获得的大坝设计基准期内的年计地震变形失效概率py=2.156×10~(-6),对应的可靠指标β=4.6,满足规范要求;采用倾度法和中心点法相结合,可以考虑坝体材料分区的影响,获得较为准确的土石坝地震变形失效概率结果,对土石坝具有普遍适用性。本文提出的土石坝坝体地震变形可靠度分析方法,可为沥青混凝土心墙堆石坝抗震设计、地震风险分析以及风险等级的建立提供依据。     

软岩筑坝技术在官帽舟沥青混凝土心墙土石坝中的探索与研究

西南地区许多工程坝址岩性为泥质粉砂岩,研究软岩利用筑坝料对于环保筑坝和降低工程投资非常有必要。官帽舟水电站挡水坝利用沥青混凝土一定程度的自愈性和适当的变形能力,合理开采枢纽软岩开挖料、加强其填筑标准,在坝体适当部位尝试充分利用软岩开挖料,实现了环保筑坝,降低了工程投资,同时尽量保证坝体结构安全。施工期监测数据反映了沥青混凝土心墙变形小,初步说明官帽舟沥青混凝土心墙土石坝充分利用软岩筑坝料是合适的。官帽舟沥青混凝土心墙土石坝在8度地震区、坝体填筑软岩比例在30%以上的沥青混凝土心墙土石坝高坝中,尚属国内首例,可为以后类似工程设计提供经验与借鉴。     

阿勒泰市乌拉斯特水库沥青混凝土心墙堆石坝

阿勒泰市处于高寒地区,冬季漫长,施工工期比较短,新建一座水库一般需要3年时间完工;而沥青混凝土心墙坝可在较低温度下施工,施工期较长,对坝基坝体变形适应性强,心墙自愈能力好。本文以乌拉斯特水库为例,介绍了其混凝土心墙堆石坝的坝体分区、防渗体结构设计、沥青混凝土与基础和岸坡的连接、沥青混凝土心墙配合比设计和坝肩及坝肩防渗处理,供同类工程参考。     

巴基斯坦苏基克纳里水电站沥青混凝土心墙坝抗震动力分析研究

巴基斯坦苏基克纳里（SK）水电站位于高地震、深厚覆盖层区域,拦河坝采用沥青混凝土心墙坝。采用有限元方法对该工程沥青混凝土心墙坝进行地震动力分析,研究坝体不同部位在地震作用下的地震响应情况,着重分析坝体核心部位在地震作用下的应力分布与变形趋势,为类似高地震、深厚覆盖层条件下沥青混凝土心墙坝设计提供借鉴。     

碾压式沥青混凝土心墙工程特性研究现状与对策

沥青混凝土由于良好的防渗性能与变形适应性,在土石坝中得到了越来越广泛的应用,其工程特性有别于常规混凝土与一般岩土体,包括温度敏感性、耐久性、抗震特性、抗水力劈裂特性等。为突破沥青混凝土心墙坝150m坝高的技术瓶颈,解决深厚覆盖层、高寒、强震等条件下直接修建高沥青混凝土心墙坝的筑坝技术难题,消除热沥青施工引起的环境污染问题,长江科学院自20世纪90年代开始,对三峡茅坪溪防护坝、黄金坪水电站、拉洛水利枢纽工程及Karot水电站等沥青混凝土心墙进行了系统研究,研制了静力、动力、蠕变三轴温控装置,并很好地应用到科研,在碾压式沥青混凝土心墙工程特性方面取得了大量成果。在总结水工沥青混凝土国内外的研究现状的基础上,重点讨论了碾压式沥青混凝土心墙的5个关键问题,以及长江科学院在沥青混凝土方面的研究进展与成果,可为类似复杂条件下沥青混凝土心墙堆石坝的设计、施工及运行管理提供依据。     

某心墙沥青混凝土细骨料采用天然砂与人工砂选择分析

本文结合新疆某在建碾压式沥青混凝土心墙坝工程,通过室内试验进行了心墙沥青混凝土细骨料全部使用天然砂和人工砂的性能对比分析。结果表明,在相同配合比下,两种细骨料制备的心墙沥青混凝土各项性能均能满足规范要求;表面光滑的天然砂与沥青作用后形成了较多的自由沥青,力学性能略低于人工砂,但可有效改善沥青混凝土拌和物和易性,提升心墙沥青混凝土适应变形的能力;由于坝址区天然砂储量丰富,可就地取材方便施工,并能节省工程造价。因此,选择天然砂作为该工程心墙沥青混凝土的细骨料是合适的。     

观文水库大坝应力变形有限元分析

沥青混凝土心墙坝具有结构简单、建造经济、受气候条件影响小等优点,越来越受到人们的关注。采用Duncan-Chang非线性E-B模型模拟大坝堆石体及沥青混凝土心墙的本构关系,考虑沥青混凝土心墙与坝体堆石料间的接触,采用二维有限元方法对某沥青混凝土心墙坝应力变形进行计算分析。从理论上计算大坝的最大、最小应力及变形量,为大坝的结构计算提供参考。     

西藏拉洛水利枢纽沥青混凝土骨料质量评价及料场比选

沥青混凝土心墙是土石坝的重要结构,骨料、填料等原材料质量对心墙抗渗性、耐久性及适应变形的能力具有决定性影响。以位于西藏自治区日喀则市的拉洛水利枢纽工程为例,初拟2处沥青混凝土人工骨料石料场以资比选,进行了各项质量参数的试验检测,综合考虑各种因素后选定了运距虽然相对较远但质量更好的卡贡灰岩石料场作为料源,确保高原、高寒、高海拔地区沥青混凝土心墙坝的安全。同时,分析、讨论了沥青混凝土用人工骨料原材料岩石质量评价时应注意的若干问题,并提出了解决问题的意见和建议,可供下一步修订相关标准时参考。     

沥青心墙与混凝土基座连接材料研究

在沥青混凝土心墙坝中,混凝土基座与沥青心墙结合能力直接影响着坝体的安全和防渗系统。通过模拟混凝土基座与沥青混凝土心墙的结合方法,分别选取沥青砂浆、沥青玛蹄脂、冷底子油以及不做处理4种不同的连接施工工艺进行研究,采用直接剪切的方法测试其强度。结果表明:在正应力相同的条件下,采用沥青玛蹄脂处理结合面的施工方法抗剪断强度最大,同时具有一定的抗变形能力。因此,推荐采用沥青玛蹄脂的施工方法,为沥青混凝土心墙坝混凝土基座与沥青心墙的连接施工方法提供了一定的参考依据。     

茅坪溪土石坝沥青混凝土心墙施工期变形分析

介绍了茅坪溪防护土石坝施工期沥青混凝土心墙安全监测情况，对心墙应力、应变、变形及温度状态等观测资料进行了较详细的分析探讨。目前监测结果为：心墙底部压应力测值较理论计算值小，其增长与心墙高程升高关系协调。心墙不同高程处应变主要受温度、上部荷载及两侧过渡料性质影响，从测值分析心墙中上部应变随高程升高增长较快。心墙与过渡料间位错变形反映心墙压缩变形大于两侧过渡料沉降变形，且心墙中部变形较上、下部变形要大。底部心墙与基座间水平位移变形初期主要受施工影响，后期施工对其影响较小，总体变形稳定。分析表明心墙现阶段变形稳定，应变、应力测值和温度变化正常，工作性态良好，心墙与过渡料及填筑料间能协调变形，符合土石坝变形基本规律。     

沥青混凝土心墙堆石坝有限元数值分析

基于邓肯-张E-B材料本构模型,采用大型通用有限元软件ADNIA,对某沥青混凝土堆石坝进行了应力变形有限元计算,以便研究其应力应变特性.并在计算结果的基础上对沥青混凝土心墙的邓肯-张材料模型参数杨式模量、凝聚力、体积模量等进行了敏感性分析.坝体有限元计算结果表明:坝体上、下游坝坡附近小范围内出现拉应力;坝体应力在心墙附近有突变,出现了拱效应;各参数的变化对心墙的应力应变影响程度不一,其中杨式模量K、杨式模量指数n属于高敏感性参数,而体积模量指数m为低敏感性参数.为确保大坝安全,在上、下游坝坡采取必要的护坡措施,同时在大坝填筑施工时应适当提高上、下游坝坡附近坝体的压实标准;为保证心墙的稳定安全,适当调整沥青混凝土的配合比,并根据试验计算调整心墙的变形模量,使之和过渡料的模量协调一致,尽量减小沉降差异带来的不利影响.     

空间差异性下沥青混凝土心墙坝应力与变形的随机有限元分析

以往沥青混凝土心墙坝有限元分析通常采用筑坝材料的设计值进行计算,但实际施工质量的不确定性,使得筑坝材料在空间上表现出差异性。在考虑坝体与覆盖层材料空间差异性的情况下,提出了基于随机有限元沥青混凝土心墙坝应力、变形不确定性的分析方法。利用蒙特卡罗方法,得到了沥青混凝土心墙坝应力、变形的分布规律,并与设计工况下的有限元结果对比,确定考虑空间差异性对坝体与心墙应力、变形的影响以及应力、变形的超标概率。经分析发现:采用确定性的分析方法会有50%的可能性低估坝体最大沉降;43%的可能性低估坝体大主应力最大值;空间差异性下心墙不同位置处的沉降均有50%的超标概率,并且其下部的主应力超标概率会更大。分析成果可为大坝安全分析与设计优化提供依据,也为大坝的精细有限元分析提供了新的途径。     

深厚覆盖层上沥青混凝土心墙土石坝的应力变形特征

由于深厚覆盖层具有一定的可压缩性,修建在其上的沥青混凝土心墙坝坝体会发生沉降,且最大沉降位于距坝顶2/3坝高处;受坝体的影响,坝基深厚覆盖层也会向上、下游发生水平位移;沥青混凝土心墙存在明显的应力拱效应,蓄水后减弱.以在120 m深覆盖层上修建坝高100 m沥青混凝土心墙坝的有限元分析为例,探讨了沥青混凝土心墙上石坝在深厚覆盖层上的应力变形特性.