三峡茅坪溪高沥青混凝土心墙堆石坝运行性状研究

茅坪溪防护坝是三峡工程的副坝,也是目前中国最高的沥青混凝土心墙坝.分析该坝在三峡库水位135 m时的变形规律,据此对坝体填料的参数进行反分析.在此基础上对设计水位175 m时及不同水位下,高沥青混凝土心墙的应力与变形进行非线性有限元数值仿真,并研究沥青混凝土参数取值对心墙运行性状的影响.采用双曲函数与幂函数结合的模式拟合沥青混凝土的三轴蠕变试验曲线,对大坝进行蠕变分析.分析结果表明,考虑蠕变效应,心墙的水平变形与最大主应力将有较大的增加.研究结果同时也表明,不同蓄水过程对心墙性状的影响不大,心墙产生水力劈裂、剪切破坏与挠曲破坏的可能性不大.研究结果可供大坝蓄水计划参考,并为高水头下高沥青混凝土心墙坝的运行提供一定的参考.     

某沥青混凝土心墙堆石坝安全监测设计

介绍了某沥青混凝土心墙堆石坝的主要监测项目、监测布置、主要监测仪器指标、观测和巡视检查要求等内容,该项目安全监测的重点在坝体变形和渗流监测,并对如何做好安全监测工作进行了简要说明,旨在为今后类似工程的安全监测设计和施工提供技术参考。     

沥青混凝土心墙施工在水利工程中的应用

水利工程具有防洪、发电、灌溉等诸多功能,作用日益重要,且人们对其质量要求越来越高。沥青混凝土心墙凭借自身诸多优点在其中有着广泛应用,结合实例,从准备工作、施工质量控制等几方面对其应用进行了分析。     

浇筑式沥青混凝土心墙堆石坝施工监理实践

以麦海因水库浇筑式沥青混凝土堆石坝施工监理为例,从工程项目划分、施工程序、质量检测,结合部处理等方面阐述浇筑式沥青混凝土施工监理实践。     

水电站沥青心墙坝坝基快速高效灌浆施工技术分析

沥青混凝土心墙坝作为目前水电站坝基的主要形式,其灌浆施工技术的好坏直接影响着整个水电站工程的建设质量。本文从沥青心墙坝的施工现状入手,对心墙坝坝基的快速、高效灌浆施工做出分析。     

高沥青混凝土心墙受拉特性的简化力学分析方法

目前,沥青混凝土心墙受力变形特性研究尚缺乏简化的分析方法。针对高沥青混凝土心墙存在严重的受拉现象,探讨了心墙产生拉应力的机理,结合拱结构的特殊传力机制,提出了减小心墙拉应力的构想,即将直线型心墙堆石坝设计成曲线型心墙堆石坝;基于Winkler弹性地基直梁和曲梁理论,构建了直线型心墙和曲线型心墙的简化力学分析模型;借助该模型分析了坝高和堆石料模量对直线型心墙的挠曲变形和拉应力(弯矩)的影响,考察了曲线型心墙减小其内部拉应力的效果。研究表明,建立的简化力学分析模型能够较好地反映心墙的受力变形特性;直线型心墙端部存在较大的拉应力,坝高越高和堆石料模量越小,心墙端部的拉应力越大,心墙产生拉破坏的风险越大;曲线型心墙借助挠曲变形使其轴线缩短和将横向荷载部分转化成轴向压荷载以减小弯矩以及增大轴向压力达到减小其端部拉应力的目的,曲线型心墙相较于直线型心墙拉应力减小约42.7%,显著改善了心墙的受拉特性,增强了心墙的安全性。     

软岩筑沥青混凝土心墙坝的应力变形特性研究

随着沥青混凝土心墙坝的广泛应用和人们对生态环境更高的要求,利用软岩筑沥青混凝土心墙坝的情况将越来越多,该类坝的安全性也越来越受到重视。以西部某工程为例,采用非线性有限元计算方法,开展了软岩筑沥青混凝土心墙坝的应力变形特性研究。分析表明,与硬岩筑坝相比,当采用软岩筑坝时,坝体沉降变形偏大,约占坝高的1.06%,坝体与心墙变形呈明显的不均匀性,但沥青混凝土心墙防渗体发生剪切破坏、挠曲破坏和水力劈裂破坏的可能性不大,因此可认为本工程采用软岩筑沥青混凝土心墙坝是切实可行的。通过计算参数敏感性分析,表明软岩料Duncan E-B模量参数对坝体和心墙变形的影响较为明显,而对其应力影响有限。随着该参数逐渐降低,坝体沉降与不均匀变形进一步增大。据此,建议设计与施工时,应采取严格的变形控制措施,并尽量减少软岩料的变异性。     

碾压式沥青混凝土心墙施工技术

碾压式沥青混凝土心墙施工技术已经广泛应用在水库大坝中。文章阐述了碾压式沥青混凝土心墙及沥青混凝土心墙防渗的优越性,最后通过实例分析,详细的探讨碾压式沥青混凝土心墙施工技术。     

狭窄基坑沥青混凝土心墙施工技术

结合某抽水蓄能电站上水库沥青混凝土心墙堆石坝施工工程,介绍沥青混凝土心墙的施工技术难点及本次工程的施工技术创新点,详细阐述施工工艺流程及操作要点,并从沥青混凝土质量控制标准、生产质量控制措施、现场摊铺质量控制措施3方面分析施工质量控制措施。     

大坝心墙沥青混凝土芯样及原材料复核试验设计及分析

以昆明市东川区轿子山水库工程为例,介绍昆明市东川区轿子山水库工程大坝心墙沥青混凝土及原材料复核试验,并对试验结果进行分析,通过在原材料、现场试验值及室内复核校样进行试验,相关试验数据满足工程要求。     

基岩断层错动对心墙堆石坝的影响研究

用三维有限元法模拟木格措水电站心墙堆石坝坝址处基岩中的断层错动，分析断层错动对坝体尤其是坝体的防渗系统（包括土质心墙和混凝土防渗墙）的影响。计算模拟中，假定断层错动50cm，错动方向可以是竖直方向，也可以是水平方向。同时，将断层错动情况下的坝体应力变形性状与断层没有错动的情况进行对比分析。计算结果表明：坝基70m厚的覆盖层有明显的缓冲作用，可减轻断层错动变形向坝体的传递。断层错动后，上质心墙的应力水平略有提高，但大多提高0．4～0．6MPa。断层错动50cm对坝体包括坝壳和土质心墙本身不构成威胁，但将导致断层附近的混凝土防渗墙局部破坏。因此，防渗系统是否失效还需进行相关的渗流及渗透变形研究。     

土石坝沥青混凝土心墙三轴力学特性研究

在三峡水利枢纽茅坪溪土石坝沥青混凝土心墙材料大量的三轴试验成果的基础上，对沥青混凝土的应力-应变特性关系及其力学特性进行研究。由试验结果可知，沥青混凝土的应力-应变关系曲线是由应变硬化和软化2个阶段组成的，为有驼峰的曲线。在剪切过程中，既有剪缩又有剪胀。另外，沥青混凝土的破坏准则也并非符合莫尔-库仑破坏准则。抗剪强度包络线随着侧压力的增加而呈非线形变化，在高罔压作用下，强度包络线向下弯曲。基于以上原因，提出用南水非线性模型来描述沥青混凝土材料的应力-应变特性关系，并将其与邓肯-张模型进行对比。从对比结果可以看出，南水非线性模型能更好地描述沥青混凝土的力学特性。     

高拱坝基础大垫座及周边缝设置研究

 提出高拱坝基础承载力对建基面的要求,讨论坝肩与河床基础大垫座及周边缝的工作机制、大垫座及周边缝设置的非线性分析特点以及其与高坝整体稳定的关系。指出大垫座设置对基础刚度的对称性、大坝整体稳定性有显著提高的效应。结合高拱坝(英古里、李家峡拱坝和锦屏I级拱坝)实例,详细讨论高拱坝在基础设置垫座后的安全度及坝踵、坝址应力分布优化情况。拱坝所提出的问题对我国目前的高拱坝建设具有指导意义。     

混凝土坝坝体与坝基互馈的分析理论和方法

 针对经典接触力学假设接触表面为几何光滑面的不足,基于Hertz接触力学和弹塑性理论,考虑坝体与坝基互馈面在外界荷载作用下面积的变化,并借助岩体水力学知识,建立坝体与坝基系统中渗流场与应力场的互馈模型;研究混凝土坝坝体与坝基互馈力学模型的算法,并基于遗传算法开发相应计算程序。最后,就水口混凝土重力坝进行互馈计算。     

高拱坝坝肩坝基整体稳定地质力学模型试验研究

锦屏一级水电站是雅砻江干流上的重要梯级电站。工程主要开发任务是发电，同时还兼有拦沙、防洪、蓄能作用。该工程大坝为混凝土双曲拱坝，最大坝高305m，为目前世界上最高拱坝。坝址区地质构造复杂，两岸谷坡为近千米的高陡边坡，两坝肩岩体内存在断层、煌斑岩脉、层间挤压带、深部裂隙等各类软弱结构面，对拱坝坝肩坝基稳定带来不利影响。采用三维整体地质力学模型试验研究方法，研究了锦屏一级高拱坝坝肩坝基的整体稳定性。试验中充分考虑了影响坝肩坝基稳定的各种因素，既考虑拱坝上游超载情况，同时还重点模拟两坝肩岩体中软弱结构面强度弱化的影响，为此研制了适合该工程的变温相似材料及试验模拟新技术，并在一个模型上进行了强度储备与超载相结合的综合法试验。通过试验获得了坝肩坝基的变形及分布特征、失稳的破坏形态和破坏机理，确定了拱坝坝肩坝基整体稳定安全度为4．7～5．0，评价了工程的安全性，并针对坝肩的薄弱环节提出了加固处理措施建议。     

水泥-改性乳化沥青混凝土在大坝心墙防渗中的应用研究

改性乳化沥青混凝土是一种新型改性材料,加入水泥后,其各种力学性能优于普通乳化沥青和热沥青。通过静三轴试验、蠕变试验、渗透试验,研究水泥-改性乳化沥青混凝土在大坝心墙防渗方面的性能,其抗剪强度、变形特性、抗渗性能等满足规范要求,并具有污染低、抗渗好等优点,表明其应用于大坝心墙防渗是可行的。     

水布垭面板堆石坝施工与运行性状反演研究

 利用水布垭大坝建设阶段堆石料的现场大型试验成果,以及施工期、蓄水运行期原型大坝的实际变形监测资料,采用免疫遗传算法反演得到堆石的邓肯E-B模型参数和增量流变模型参数;对施工期面板的脱空现象、初蓄水时和蓄水运行期大坝的结构性态进行验证分析;大坝长期运行特性的计算预测结果表明,大坝结构运行是安全的,我国200 m级面板坝的筑坝技术已日趋成熟。但是,由于水荷载作用下面板下卧堆石应力增长,使得蓄水运行期大坝上游堆石区的流变增加更为明显,导致面板出现挤压现象,需要引起重视。     

基于挤压边墙技术水布垭面板堆石坝应力-应变研究

混凝土挤压边墙技术是混凝土面板堆石坝上游坡面施工的新方法。挤压边墙技术与传统方法相比,在施工方面有明显的先进性,新工艺对工程质量的提高、进度的加快以及增加导流度汛的安全性等方面产生的效果是显而易见的,且比传统工艺简化了施工工序,降低了施工费用。但是,在结构性能方面,挤压边墙对面板堆石坝特别是对面板的应力-应变的影响,目前还很不清楚。以水布垭面板堆石坝工程为对象,采用先进的网格离散技术和大型方程求解方法,研究了基于挤压边墙技术水布垭面板堆石坝的应力-应变。计算结果表明,挤压边墙不仅可以替代传统工艺中垫层料的超填、削坡、修整、碾压以及坡面防护等工序,加快了施工进度,使得施工质量得到了保证和提高,而且还对改善面板的受力状态是有利的,对面板的变形也起着改善作用。     

土石坝心墙水力劈裂计算方法研究

 总结比较并分析几种土石坝心墙水力劈裂分析判定方法,即总应力法、综合法和有效应力法,分析各种方法的优缺点。结合瀑布沟、两河口心墙堆石坝,利用这几种方法分别进行心墙水力劈裂分析,比较各种方法之间的差异,论证综合法的合理性。建议合理的总应力法或综合法的水力劈裂判定准则,指出目前常用有效应力分析法的不足与改进方法。定义一种判定水力劈裂的安全系数,可方便利用此系数进行水力劈裂判定及不同方法比较。3种方法计算的心墙抗水力劈裂安全系数表明,有效应力法的安全系数较大。所分析的两土石坝心墙能够满足抗水力劈裂要求。