二滩高拱坝坝基灌浆帷幕防渗效果研究

以运行期的二滩拱坝为例,考虑高拱坝坝基存在断层及有自由面排水孔幕情况,利用三维渗流场有限元模拟法、改进排水子结构法和隐式复合材料单元法建立了高拱坝坝基渗流场有限元数值模型,模拟了灌浆帷幕和排水孔幕同时作用时的拱坝实际渗流场,再假设坝基灌浆帷幕失效模拟了该工况下的坝基渗流场,通过比较分析研究了高拱坝坝基灌浆帷幕的防渗效果。结果表明,灌浆帷幕失效后二滩高拱坝坝基渗流场依然可在排水孔幕作用下保持稳定,坝肩部位渗流场稳定性明显降低。     

某水库右坝段坝基渗漏特征及原因分析

针对中小型水库中的土石坝容易出现坝基、坝肩和绕坝渗漏的问题,分析了某水库右坝段渗漏部位及由此导致水库无法蓄水的具体原因。通过分析坝址区水位监测孔、钻孔取芯、压水试验、波速测井和钻孔全景成像等资料,发现该水库无法蓄水的最主要原因是坝基灌浆帷幕效果(透水率小于3Lu)未达到预期效果,基岩顶板渗透率很大,仍是主要的渗漏部位和通道,主要渗漏范围为灌浆盖板以下10m内,缘于未探明F3断层和三条张开度极大的卸荷裂隙情况,致使防渗处理存在缺陷。右岸山体基岩裂隙水的地下赋存与冻融对坝后渗漏通道的形成有一定促进作用,应该做出相应风险和灾害评估。研究成果可为类似工程提供参考。     

某水库副坝坝基渗漏成因分析及渗透稳定性计算

针对某水库副坝坝基长期存在的渗漏问题,在综合分析历次地质勘察结果的基础上,采用高密度电法对副坝进行无损探测,同时,采用有限元法对副坝渗流性态进行二维数值模拟,分析坝基渗漏对副坝渗透稳定性的影响。结果表明,副坝坝基渗漏主要是由于坝基存在强透水的砂砾石层;副坝坝基渗漏未彻底解决的主要原因是已采取的防渗措施不当或存在质量缺陷,1978~1979年实施的桩号0+678~0+700段沟槽防渗墙存在缺陷,2000年实施的灌浆效果不佳;防渗墙失效后,副坝坝基砂砾石层在校核洪水位工况下可能发生渗透破坏,建议进一步采用混凝土防渗墙对副坝坝基进行防渗加固处理。     

层状岩基重力坝深层抗滑稳定分析

针对含软弱夹层的层状岩基重力坝深层抗滑稳定问题,在分析层状岩基的深层失稳模式的基础上,提出了深层滑动面的自动搜索方案,并利用刚体极限平衡法研究了软弱夹层的埋置深度、位置及倾角对深层抗滑稳定安全系数的影响规律,进而利用深层滑动面搜索方法分析了向家坝水电站左非~#3坝段坝基的深层抗滑稳定性。结果表明,左非~#3坝段坝基深层抗滑失稳模式为坝踵岩层断裂滑移模式,在正常蓄水状态下该坝基深层抗滑稳定性满足规范要求。     

小湾拱坝上游防渗体系设计与施工

针对小湾拱坝受力特点与地质条件,小湾拱坝上游防渗设计采用了柔性防渗体系与淤堵式防渗体系两种措施,解决了上游坝面与坝基岩体可能的开裂渗漏问题.工程实践表明,该方案有效,可供300 m级拱坝防渗设计参考.     

坝基渗流与坝肩绕渗实用计算方法探讨

基于复变函数的保角映射理论及数值分析法,推导了坝基二维渗流模型解析解,通过数值分析软件给出了无防渗帷幕、有防渗帷幕时坝基单宽渗漏量计算公式及基底扬压力计算公式,并以重力坝为例分析了防渗帷幕深度,认为当防渗帷幕深度超过1倍的坝底宽时,随着防渗帷幕深度的增加对扬压力的抑制作用不明显;且相同深度防渗帷幕时透水层厚度越小基底扬压力反而相对越大,但当透水层厚度接近帷幕深度时(即小于1.35倍帷幕深)基底扬压力又开始逐渐减小即呈现"关门现象"。同时基于积分理论推导了无防渗帷幕时坝肩绕渗渗漏量解析计算公式,最后通过工程实例与有限元法计算结果进行比较,验证了该解析计算公式精度可靠、方便快捷。     

考虑混凝土损伤特性的拉西瓦拱坝破坏路径分析

针对高拱坝破坏路径分析的问题，当前数值模拟方法对坝体混凝土的拉压损伤特性仍考虑不足。为此，采用混凝土塑性损伤(CDP)本构模型，模拟分析了拉西瓦拱坝在静力超载、气温骤降及最大可信地震工况下的损伤破坏特性。结果表明，超载工况下坝体主要以坝踵、岸坡坝基处的混凝土拉伸破坏为主，并在形成损伤贯通区后失去承载力；气温骤降工况下坝体混凝土在表孔及1/4拱坝顶、拱端及坝踵区域可能产生拉伸损伤；地震工况下则主要以坝顶下游面表孔拱冠梁附近的拉伸破坏为主，逐渐形成水平带状破坏区域而失去承载力。研究结果明确了拉西瓦拱坝可能出现的损伤特性及破坏路径，为确定拉西瓦拱坝结构安全监测的关键部位提供了参考。     

强震持时对重力坝坝体-坝基整体损伤演化的影响

为分析地震动持续时间对重力坝坝体—坝基整体损伤演化的影响,基于塑性损伤力学理论,综合考虑重力坝坝体—坝基材料非线性损伤,以某重力坝为例建立坝体—坝基整体损伤力学模型,分析不同强震持时下的坝体—坝基体系动态响应及累积破坏规律,并探讨了强震持时的确定方法。结果表明,强震持时对重力坝坝体—坝基体系损伤演化影响明显,强震持时越长,重力坝坝体与坝基产生的损伤累积破坏范围越大;坝体抗震薄弱部位主要位于坝头下游折坡处附近,坝基抗震薄弱部位主要位于坝踵基岩处,且坝基损伤程度大于坝体损伤程度;强震作用下,重力坝坝体—坝基体系产生的塑性耗散能大于损伤耗散能,二者随着强震持时的增加均表现出不可逆的增长。研究成果可为大坝抗震设计提供参考。     

基于Copula函数的混凝土特高拱坝变形风险量化模型

对混凝土坝运行状态的风险量化分析是大坝风险管理中的重要环节,通常使用单个变形监测点数据进行混凝土坝变形风险分析,但对于混凝土特高拱坝,同时还应考虑坝基和坝体的变形状态。因此,提出了一种基于变形监测数据和Copula函数计算混凝土特高拱坝变形风险率的方法。以四川锦屏一级混凝土特高拱坝为例,先通过构造反映变形监测量残差与风险率关系的风险概率函数,分别得到坝体和坝基变形监测量风险,再结合Copula函数考虑坝体变形和坝基变形风险的相关关系,得到锦屏一级混凝土特高拱坝的多变量变形风险率,取2014年7月2～26日变形风险进行分析,对比仅考虑坝体变形变量和同时考虑坝体、坝基变形变量的结果,多变量变形风险率考虑大坝两重要部位的风险,结果更加安全可靠。     

小湾拱坝蓄水期坝踵应力应变性态分析及预测

为了解小湾拱坝蓄水期坝踵应力应变的工作性态及变化趋势,采用变形法对小湾拱坝各处应变计组进行了应力计算,由此获得拱坝的工作性态正常,满足安全要求。采用多元回归方法对河床#22坝段监测资料建立预测分析模型,并对资料序列最后五天的应力值进行预测,从预测结果可知所建立的模型预测精度较高。当水库蓄水至1 240 m时,预测的坝踵垂直向正应力在混凝土标号允许抗拉和抗压强度范围内,符合设计要求,从而表明大坝应力应变工作性态正常。     

横缝灌浆对向家坝岸坡反拱坝段工作特性影响研究

为明确横缝灌浆对采用反拱形式布置的重力坝坝体工作性态的影响,采用三维有限元方法分析了向家坝岸坡反拱坝段在单独温度作用下的变形和应力。结果显示,横缝灌浆对坝体变形和坝踵应力变化规律影响显著;在单坝段满足稳定条件下横缝不宜灌浆。     

地基弹模对坝踵区界面裂缝应力场的影响

重力坝在荷载、温度、施工质量等多种因素作用下,坝踵区的坝体与岩基交界面常产生裂缝,如原苏联的布拉茨克坝就观测到了开裂深度达2～3m的裂缝.本文用断裂力学方法计算了该类裂缝问题的应力强度因子,并探讨了地基弹性模量对缝端附近应力场的影响.作者认为,用断裂力学方法分析重力坝时,必须考虑由于地基弹模的不同而引起的差异.     

周边缝对U形河谷拱坝应力位移的影响

针对宽底的U形河谷拱坝坝踵常出现过大拉应力的问题,以某U形河谷拱坝为例,利用ANSYS三维有限元分析软件,通过设立5组不同的计算组合,分析研究了材料非线性、设置不同范围的周边缝对拱坝位移场、应力场及坝体可能存在开裂区的影响。结果表明,设缝后拱冠梁表现出顺河向的平移和倒向上游的转动两种刚体位移趋势,拱冠梁截面上游面的梁向拉应力减小甚至出现压应力,下游压应力也有所减小,周边缝设缝范围的改变对拱坝的应力及坝体可能存在的开裂状况影响不大。     

基于折迭型突变模型的混凝土坝稳定分析

基于折迭型突变及其势函数,结合某混凝土坝坝踵处钢板针实测资料,考虑水压、温度和时效因素建立了混凝土坝体稳定的统计模型并进行稳定分析,结果表明该处坝体稳定,与坝体实际情况相符.     

上标混凝土拱坝裂缝成因分析

在对测缝计观测资料定性和定量分析的基础上，采用拱冠分载法和三维有限元法对上标混凝土拱坝的结构性态度进行了计算分析，并对坝体裂缝成因及其影响进行了综合分析和评价，结果表明，坝体温度变化引起的应力重分布是坝体裂缝产生和扩展的主要原因。     

基于小波变换的某重力拱坝背水坡转异裂缝序列的分析

裂缝转异诊断对分析大坝安全稳定运行有重要意义。将小波变换应用于大坝裂缝转异分析中,并结合某重力拱坝背水坡裂缝X18-1的实测数据,分别从小波系数图的过零点和极值点、多尺度下模极大值线及奇异性变化角度讨论其与裂缝转异时刻的关系,最终综合判断出裂缝的转异时刻。分析结果表明,小波系数图、模极大值线和奇异性均可反映裂缝的转异,但各自独立的诊断结果不完全相同,综合分析可准确判定裂缝的转异时刻,为裂缝转异诊断提供了新思路。     

重力坝岸坡坝段建基面稳定分析

重力坝岸坡坝段在开挖建基面时由于其地形限制而形成台阶式建基面,与河床坝段相比,岸坡坝段的稳定性分析更为复杂,针对台阶式岸坡坝段的稳定计算研究较少,基于重力坝岸坡坝段受力特性,结合毕肖普法、克莱法,推导出一种岸坡坝段的三维稳定分析方法,并以澜沧江干流上的某重力坝的左岸#11坝段为例,采用该方法进行建基面的稳定性分析。结果表明,#11坝段的稳定安全系数符合规范要求,证明推导出的稳定分析方法在台阶式岸坡坝段上的应用是可行的。     

双材料直角坝踵特征值计算

从复势理论出发，推导出了双材料V形切口（直角坝踵）问题的特征方程，并用牛顿迭代法计算出了该问题的特征值。