混凝土坝坝体裂缝在地震荷载下扩展研究的几个关键问题

位于我国西部强震区的高混凝土坝,如小湾、二滩等,施工期或运行期在坝体表面以及坝体内部出现了一定范围的裂缝。鉴于这些高坝工程的极端重要性,裂缝在地震作用下的扩展性问题为学术界和工程界关注。针对混凝土坝坝体裂缝在地震荷载下扩展研究的关键性问题,包括地震动输入、坝体已有裂缝及其裂缝处理措施的模拟、缝端混凝土破损路径及其破损程度的模拟等研究现状分别进行讨论。最后指出了下一阶段的研究方向。     

高混凝土面板堆石坝面板裂缝防治

混凝土面板堆石坝面板裂缝的成因和控制,我国进行了多年的科技研究和实践,取得了很多宝贵的经验和成果,许多控制措施和方法用于实际,效果较好.但对坝高在125m以上的高坝,面板裂缝产生的成因及防治,目前处在研究和探讨之中.文章针对当前高混凝土面板堆石坝面板产生裂缝的成因和防治,提出看法和建议.     

砌石拱坝裂缝的成因分析及其预防与处理

该文根据省内外已建部分砌石拱坝裂缝的基本资料及现场观测记载,分析砌石拱坝裂缝特点及成因,提出相应的预防措施与处理方法。介绍近百米高坝—屏南黛溪水库大坝防裂处理措施,供相似工程参考。     

浯溪口水利枢纽工程20~#混凝土坝段裂缝处理施工

针对浯溪口水利枢纽工程在施工过程中坝体所产生的裂缝,根据成因进行了裂缝施工方案设计,对裂缝探查、处理方式、施工工艺、质量控制要求进行明确。采取了相应的处理措施,效果良好。     

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。     

大花水水电站大坝裂缝处理工艺与质量控制

大花水水电站大坝为碾压混凝土双曲拱坝,最大坝高136.2m,为目前世界上同类工程的最高坝。施工过程中大坝出现了裂缝。工程参建单位认真分析了裂缝成因和处理方案,选择合理时间进行了裂缝处理,处理效果较好,顺利通过了大坝下闸蓄水安全鉴定验收。本文对大花水水电站大坝裂缝的成因、分类、处理工艺等进行了总结。     

考虑水力劈裂效应的重力坝坝踵裂缝稳定分析

混凝土重力坝坝踵开裂是重力坝常见的现象,由于高坝缝内存在较高的扬压力,水压的劈裂作用有可能驱使裂缝进一步扩展,严重影响坝体的安全性。基于大型有限元分析软件,建立重力坝数值分析模型,人为在坝踵附近设置不同深度的裂缝,分析不同位置、不同裂缝深度、不同缝内水压分布作用下裂缝的稳定性,以分析水力劈裂效应。研究结果表明,坝踵附近裂缝多处于压剪复合断裂模式,但在缝内高水压作用下,有可能变为拉剪复合断裂,也极易失稳扩展;随着裂缝长度的增加,水力劈裂效应愈加显著。     

静水条件下超疏水性对混凝土Ⅰ型裂缝扩展的影响

高水压力随水流浸入作用于结构缺陷或裂缝缝面导致结构开裂或裂缝扩展的工程问题在国内外多座高坝中均有发生。超疏水混凝土表面对水分具有较强的排斥作用,水流浸入裂缝的范围小于普通混凝土,对于上述工程问题应具有抑制作用。为此,将裂缝受力扩展考虑为Boussinesq问题,并借鉴Westergaard应力函数,推导了集中荷载下的缝面位移函数和均布荷载下的缝面位移和裂缝延长线应力函数。根据应变能释放率理论,建立了水流入浸导致裂缝扩展的计算模型与迭代步骤,可以进行不同疏水性材料裂缝扩展的定量分析。算例分析表明,相对普通混凝土,超疏水混凝土对高水压下的裂缝扩展具有较好的抑制作用,而且超疏水混凝土裂缝尖端具有更好的应力状态。     

静水条件下超疏水性对混凝土 I 型裂缝扩展的影响

高水压力随水流浸入作用于结构缺陷或裂缝缝面导致结构开裂或裂缝扩展的工程问题在国内外多座高坝中均有发生。超疏水混凝土表面对水分具有较强的排斥作用，水流浸入裂缝的范围小于普通混凝土，对于上述工程问题应具有抑制作用。为此，将裂缝受力扩展考虑为 Boussinesq 问题，并借鉴 Westergaard 应力函数，推导了集中荷载下的缝面位移函数和均布荷载下的缝面位移和裂缝延长线应力函数。根据应变能释放率理论，建立了水流入浸导致裂缝扩展的计算模型与迭代步骤，可以进行不同疏水性材料裂缝扩展的定量分析。算例分析表明，相对普通混凝土，超疏水混凝土对高水压下的裂缝扩展具有较好的抑制作用，而且超疏水混凝土裂缝尖端具有更好的应力状态。     

锦屏一级水电站工程地质勘察综述

锦屏一级水电站工程勘察历经20余年,形成了大量勘察成果,本文对锦屏一级水电站的地质勘察工作进行了较为全面的总结。本文重点介绍了工程场址的选择、坝区左岸深部裂缝成因及对建坝影响、特高坝坝基可利用岩体、坝基岩体质量评价、高陡边坡稳定性、高应力较低岩石强度条件下大跨度洞室群围岩稳定性、多岩性组合骨料选择,以及三维数字技术在勘察中的应用等诸多方面的勘察成果和勘察经验。     

重力坝设计新思路

碾压混凝土（RCC)筑坝技术是混凝土筑坝技术在材料与施工技术上的革命，本文从RCC坝的现状入手，分析大坝产生裂缝和导致渗漏的原因，论证了尽可能降低重力坝坝体混凝土中的胶凝材料用量，就可避免温度裂缝的发生。提出的重力坝设计新思路是：坝体混凝土只满足应力与稳定的要求，无需承担防渗功能，而大坝的防渗功能，应由上游面专门设置的防渗结构来承担，即大坝的设计应体现功能分开的原则。     

混凝土拱坝运行期裂缝与永久保温

混凝土坝施工期裂缝问题目前已基本解决,但施工期未出现裂缝的拱坝,竣工后仍可能出现裂缝,这是目前尚未解决的问题。对运行期出现裂缝的原因进行分析,提出了运行期拱坝实际温度应力的计算方法。计算结果表明,非线性温差及寒潮是引起拱坝运行期裂缝的主要原因。表面永久保温是防止运行期出现裂缝的有效方法。     

混凝土坝裂缝性态及其危害性分析方法研究综述

裂缝性态及其对混凝土坝的危害性一直是坝工界共同关注的研究课题。从裂缝的演变规律、裂缝转异诊断方法、带缝坝服役性态安全监控模型和混凝土坝裂缝危害性分析方法研究等4个方面综述了混凝土坝裂缝性态及其危害性分析方法的研究进展,并对目前的研究水平进行了分析评述,指出了该课题后续研究中需要进一步探讨的问题。     

石板水电站水轮机长短叶片转轮裂纹分析

石板水电站装有3台35 MW采用长短叶片转轮的高水头混流式水轮机,机组自1997年投入运行以来,水轮机在空化、磨蚀、效率、运行稳定性方面表现出很好的性能,但转轮叶片出现了裂纹。文章从设计、制造质量和运行角度,分析了引起裂纹产生的主要原因,并提出防止裂纹的建议。     

严寒条件下面板堆石坝长面板一次拉成裂缝成因分析

因工期及气候条件限制,部分严寒地区面板堆石坝的混凝土面板需一次拉成。通过对某面板堆石坝工程面板混凝土材料体系、环境条件、堆石体结构和垫层接触面特性、养护及越冬措施等因素对面板开裂影响的研究,结合现场实测裂缝性态,分析了严寒地区一次拉成长斜面混凝土面板施工期裂缝的成因。结果表明:混凝土胶凝材料体系绝热温升值高,温度收缩、自生收缩、干燥收缩大是面板开裂的内因;混凝土浇筑温度高、昼夜温差大、养护水温较低,越冬期混凝土温降绝对值大,是影响面板开裂的环境因素;垫层接触面对面板约束程度对混凝土面板内部的受力状态、应力水平和分布特性有显著影响;喷涂乳化沥青可有效降低面板的受约束程度,减小开裂风险。预防和减少面板混凝土裂缝的发生,应从混凝土材料体系、堆石体和垫层结构、环境因素的控制等方面予以足够重视。     

混凝土坝运行性态若干问题的分析评判

混凝土坝坝基析出物的成因 ,坝体渗水析钙的影响 ,坝基渗漏量的变化趋势和裂缝的危害性 ,是关系到混凝土坝强度、稳定和耐久性的几个重要问题。本文结合工程实例 ,分别就其分析方法、评判依据和危害程度 ,进行探讨研究 ,得出了一些定量或定性的结论。     

高混凝土坝温控防裂研究进展

本文从仿真分析理论方法、典型裂缝成因及防裂措施、高拱坝及RCC坝温控防裂要点、智能温控4个方面介绍了高混凝土坝温控防裂研究进展;开发了可模拟9个过程、3场耦合、3个非线性的SapTis仿真软件系统,并针对精细建模、计算规模大等要求进行了并行化开发;分析了混凝土坝典型部位的仓面裂缝、劈头裂缝、廊道裂缝及下游面裂缝,并提出了防治措施;给出了高拱坝及RCC重力坝的温度控制要点,主要包括高拱坝的通水冷却设置应重视强调中期冷却并严格控制降温速率,碾压混凝土重力坝应淡化基础温差,强化内外温差的温控措施,智能温控技术是确保温控施工质量的有效手段,可有效避免人工控温可能出现的各种失误,提高施工质量。最后就未来亟待开展的高性能计算、早龄期热力学参数、个性化温控分区标准等问题进行了介绍。     

天生桥二级电站引水洞混凝土裂缝分析及处理

天生桥二级水电站引水隧洞地质条件十分复杂,混凝土衬砌后多处出现裂缝。从混凝土的热学、力学性能,混凝土衬砌块的结构形式,分块长度施工工艺、围岩约束等方面分析了引水隧洞衬砌混凝土产生裂缝的成因,提出了相应的裂缝控制措施。对于已经出现的裂缝,采取沿裂缝凿槽后嵌填环氧砂浆以及在裂缝内部实施化学灌浆等措施进行处理,取得了较好的效果。     

高混凝土面板堆石坝的设计与施工

近年来国际上修建了一些150－190m高的混凝土面板堆石坝，目前还有7座坝高为150－240m高的面板坝准备开始修建。但是已修建的这些高坝较普遍地发生了面板结构性裂缝，有些坝结构性裂缝宽达50mm，个别坝还发生垫层料的流失。通过对天生桥一级水电站面板堆石坝原型观测资料的分析，提出了改进高混凝土面板堆石坝设计与施工的建议。     

大体积混凝土防裂探讨

大体积混凝土开裂后，其性能与原状混凝土性能相差很大，尤其是对耐久性（渗透性）的影响更大，而混凝土渗透反过来又会加速和促使混凝土的进一步恶化，严重影响结构的长期安全和耐久运行，而裂缝大多又是在早期产生的，因此，探讨裂缝产生的原因和防止裂缝的出现就显得格外重要，通过对大体积混凝土裂缝产生的原因和类型的论述，从各个环节提出了预防裂缝的综合措施。