丹江口大坝加高工程新老混凝土结合问题研究

在大坝加高工程中，新老混凝土结合问题是主要技术难题之一；同时，坝体加高前后的坝踵应力变化、新老坝体能否联合受力也是设计关心的主要问题。根据丹江口大坝加高施工方案，对大坝加高施工期以及完建后的运行期新老混凝土结合面工作状态、新老坝体联合受力情况、水库水位抬高后对坝踵应力影响等问题，采用数值模拟方法进行了仿真计算分析。得出了大坝加高及水库水位升高后，与大坝加高前相比，坝踵附近垂直向应力状态没有恶化；在任一时刻，新老混凝土结合面都是部分张开、部分接触，但缝面还是能有效地传递水平推力等结论。     

丹江口混凝土重力坝后期加高新老混凝土结合问题研究

为了了解丹江口混凝土重力坝大坝加高后新老坝体工作状态及结合面和坝踵的应力、变形情况，在3次新老混凝土现场结合试验结论的基础上，对拟定的加高方案进行了坝体温度应力全过程仿真计算分析，然后根据温度仿真计算结果，针对新老混凝土结合面的实际情况进行了非线性有限元接触分析，最后提出了相应的新老混凝土结合技术措施。     

某浆砌石坝加高方案的可行性研究

对于大坝加高中存在的问题,结合某浆砌石坝工程,利用ANSYS分析软件,对加高后的大坝进行三维有限元应力应变分析,同时对非溢流坝段和溢流坝段4个典型断面的坝基面和新老坝体结合面进行抗滑稳定计算。计算结果表明,加高后大坝的应力应变规律基本符合浆砌石坝一般规律,且满足抗滑稳定要求。故得出该加高方案合理、可行。     

丹江口大坝加高深孔应力研究

为满足南水北调中线方案蓄水调水要求,作为水源的丹江口水库,其大坝坝顶由原高程162.0 m加高到高程176.6 m,大坝加高后将会对深孔的底板和顶板的坝轴向应力带来影响,通过对丹江口大坝深孔坝段进行三维有限元计算,分析加高部分自重、上游水位、横缝灌浆、部分底板凿空、施工期水位等因素作用对深孔底板及顶板坝轴向应力的影响程度.分析结果表明,大坝加高会增加深孔坝轴向的拉应力,这个应力随上游水位的下降而增大;横缝灌浆对减小因大坝加高而增加的深孔坝轴向拉应力有好处;底孔凿空0.5 m,其表面应力与凿空前底板表面应力基本一致.     

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。     

丹江口混凝土坝加高施工的关键技术

作为南水北调中线水源工程的丹江口水库,其混凝土大坝需要加高14.6 m才能通过自流,将水引至京、津和华北地区。如此大规模的混凝土大坝加高工程,国内尚无成熟的经验和工程实例。简要介绍了丹江口大坝加高概况及方法,着重对丹江口混凝土大坝加高的施工度汛、新老混凝土结合和混凝土坝加高施工方案3个关键技术问题进行了研究分析。为保证度汛安全,每个表孔坝段加高及闸门、启闭设备安装调试应在一个枯水季节内全部完成,确保汛期闸门正常启闭。为解决新浇混凝土温控防裂和贴坡混凝土引起的坝体应力问题,参考国外混凝土坝加高工程经验,结合实际情况,两岸混凝土坝加高拟定3种方案。根据仿真计算分析和现场试验的结果,两岸坝段最终选择直接贴坡浇筑方案,在采取结构和施工措施后可保证新老坝体联合受力,施工简便。     

基于COMSOL Multiphysics的混合坝接头数值分析

为保证工程设计的合理性和安全性,利用COMSOL Multiphysics对混合坝接头形式和防渗系统等进行三维有限元分析,考虑施工填筑路径、重力坝与土石坝接触的力学特性,通过系统的应力、变形和渗流场耦合计算,研究特征工况下混合坝相互作用的形态,分析大坝施工过程和主要控制工况下各结构的渗流、应力和变形情况。分析结果表明：混合坝的渗流、变形、应力、水力劈裂均满足要求。该分析方法可为混合坝工设计和施工提供参数和依据。     

软基上面板堆石坝加高可行性研究

汤浦水库东、西主坝拦河坝为混凝土面板堆石坝,坝高约30 m,建基面为第四系软基,为满足供水需求,需将坝高增加1.7 m,正常蓄水位增加2 m,大坝加高拟比选堆石体和空心箱体两种方案。首先通过土工试验初步确定了计算参数初始值,然后根据原型观测资料对老坝坝基参数进行了反演分析,确定了土体本构模型计算参数,最后对两种加高方案分别进行了三维有限元应力变形计算分析。研究表明,大坝经过15 a运行,地基固结已基本完成,为大坝加高创造了良好的条件。较之于空心箱体加高方案,堆石体加高方案对坝体变形、防渗体系应力变形以及周边缝变形的影响略大一些,但两种加高方案防渗体系的拉压应力均在混凝土抗拉和抗压强度允许范围内,周边缝的三向变位也小于设计允许值,两种加高方案均是可行的,空心箱体加高方案略优于堆石体加高方案。     

淤泥面上贴坡加高土坝的应力变形有限元分析

采用邓肯张E-ν本构模型对坝前淤泥面上加高土坝的应力变形进行了非线性有限元分析。结果表明:加高后坝体的应力应变分布规律良好,土坝加高后的应力和变形都在容许范围之内,能够满足工程安全要求,坝前淤泥面上加高土坝的方法可行。     

塑性混凝土心墙坝应力变形特性研究

为研究塑性混凝土心墙坝的应力变形特性,通过选取合适的本构模型、接触单元、施工过程和蓄水过程模拟方法等,结合工程实际,运用三维非线性有限元法对大坝应力变形进行计算分析。研究结果表明:在竣工期和蓄水期,坝体的水平位移及垂直位移的分布特征与一般均质土坝一致;大坝的大主应力均为压应力,从坝面向坝内应力逐渐增大,且最大值发生在坝体底部心墙附近;小主应力除局部存在较小的拉应力外,其余均为压应力。     

面板堆石坝加高离心模型试验研究

汤浦水库东、西主坝为建于软基上的混凝土面板堆石坝,拟采用空心箱体和堆石体方案进行大坝加高,坝高、水位的增加会改变坝体、坝基、面板的应力和变形。采用土工离心模型试验技术研究不同方案下坝体、坝基、面板的应力和变形特性,探讨加高方案的可行性。东、西主坝现状坝体经15 a 的运行,大坝工作性态良好,整体稳定安全。东、西主坝空心箱体加高和东主坝堆石体加高后,坝体及坝基沉降、面板应力增量不大,且很快稳定,面板顺坡向应力大部分为压应力,坝顶附近可能出现很小的拉应力,均小于混凝土强度,上、下游坝坡稳定。西主坝堆石体加高后,坝体及坝基沉降、面板应力有一定的增大,面板顺坡向应力大部分为压应力,小于混凝土抗压强度,坝顶附近可能出现一定的拉应力,上、下游坝坡稳定。试验结果表明,2种加高方案均可行,但空心箱体加高方案优于堆石体加高方案。     

丹江口大坝加高工程坝踵应力研究

通过数值模拟分析,以丹江口大坝加高前设计蓄水位157 m时,在坝体自重、上游水压力及相应水位下的扬压力等荷载作用下的坝体应力作为"初始应力状态",分析加高后的坝踵应力是否恶化以及提高施工期水位对加高后坝踵应力的影响程度.分析认为:与"初始应力状态"相比,加高后当库水位升至校核洪水位174.6 m时,各坝段坝踵应力出现不同程度的恶化.提高施工期水位,对深孔坝段和厂房坝段的坝踵应力(库水位提高到正常蓄水位170 m及以上时)没有明显的不利影响,对左联35号坝和右联7号坝段的坝踵应力稍有不利影响.     

重力坝加高的温度应力问题

大坝的加高将成为未来水利建设的重点之一。重力坝加高中往往会出现三个影响坝体 质量和受力的问题：坝踵应力恶化、新老混凝土结合面开裂及坝体下游面裂缝。本文讨论和分析了出现这三个问题的主要原因及解决这些问题的基本思路。通过对丹江口大坝加高的三维仿真分析，探索了通过温度控制解决加高问题的基本方法及可行性。结果表明，通过新混凝土的超冷、保温并选择适当的施工措施，可以改善坝踵应力状态，同时保证新老混凝土的结合面的大部分保持结合状态，从而保证新老混凝土的共同受力。     

猫鼻子水库扩建工程大坝加高培厚设计分析

猫鼻子水库大坝加高扩建工程中，结合现场勘探成果，综合考虑大坝结构现状、坝体填筑材料、坝基肩防渗体等因素，论证优选坝址原坝址加高扩建混凝土防渗墙方案。经大坝渗流及坝坡稳定性分析，各荷载组合工况下坝体渗透比降小于规范值，坝坡稳定安全系数大于规范值。加高扩建后，大坝坝体渗流性态好，坝坡安全稳定，为工程高效优质施工提供了重要技术保障。     

丹江口加高工程大坝变形监测总体设计

丹江口大坝加高工程是南水北调中线的水源工程,系在已建成的大坝基础上进行加高施工.初期工程原有监测设施已运行几十年,许多设施已老化,且大坝加高部分需增设一些监测设施进行变形监测.介绍了大坝变形监测网的组成和设置,以及混凝土坝、电站厂房、垂直升船机、土石坝监测系统的具体方案设计,本系统利用和改造了原有大坝的监测系统,并在加高部分布置新的监测设施,从而形成新的丹江口大坝变形监测系统.     

奴尔水利枢纽沥青混凝土心墙坝二维有限元分析

采用邓肯-张E-μ模型对新疆奴尔水利枢纽沥青混凝土心墙坝进行二维有限元计算分析。结果表明:大坝变形值和应力分布规律是合理的,大坝、心墙的变形及应力水平均在合理范围,大坝安全稳定。     

新疆山口水电站堆石坝实测变形的反馈分析

根据山口水电站大坝施工及水库蓄水后的监测资料,采用国内比较通行的沈珠江双屈服面弹塑性模型,对坝体应力变形分析所用的坝料计算参数进行了有限元反馈分析,分析结果与实测值基本相符,较好地反映了大坝变形的分布状态,表明大坝变形及应力分布符合土石坝的一般规律。     

西域砾岩区沥青心墙砂砾石坝工作性态分析

文章结合西域砾岩区某沥青混凝土心墙坝的设计、施工及监测成果,对施工期、蓄水期沥青混凝土心墙堆石坝的变形及应力应变的安全监测资料进行了分析,重点讨论了大坝及心墙变形和应力、心墙温度、大坝渗流和坝后渗漏等关键监测内容。分析表明大坝及其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。其中关于大坝及绕坝渗流场形成的过程及渗漏情况分析,可为今后大坝的运行安全及同类地质条件下大坝防渗设计提供经验借鉴。     

坝料孔隙率对面板堆石坝应力变形的影响分析

本文以黄河公伯峡水电站面板堆石坝为计算模型,根据不同干密度的材料试验得到的参数,对堆石区不同干密度工况进行了计算,分析了坝料干密度对大坝应力变形的影响规律,可以为进一步的大坝变形反演分析和应力变形预测提供依据。     

竹寿水库扩容及调水工程大坝加高设计及应力变形三维有限元分析

竹寿水库老坝坝型为粘土心墙碾压石渣坝,最大坝高为63.4m,加高后新坝坝型改为混凝土面板堆石坝,最大坝高为98.1m,通过在老坝坝轴线部位打设混凝土防渗墙后,由防渗墙、连接板、趾板和面板构成完整的防渗体系,有效解决了原坝体渗漏问题。竹寿水库库容及调水工程大坝加高设计及应力变形三维有限元分析也为其他工程类似补强加固及水库扩容项目的设计提供了参考。