复杂地质条件下东庄特高拱坝坝趾加固措施研究

特高拱坝的起裂、屈服和失稳破坏等主要来源于拱坝坝踵和坝趾等应力集中区域,尤其是坝趾处可能发生压剪损伤,该部位岩体稳定和基础加固决定着拱坝的安全度。基于东庄水利枢纽工程特高拱坝,结合基于变形加固理论的三维弹塑性有限元整体变形分析成果与地质力学模型试验成果,提出了东庄水利枢纽工程特高拱坝坝趾加固设计方案。     

溪洛渡拱坝坝趾的锚固设计

介绍基于变形加固理论的坝趾锚固设计,研究拱坝在各种工况下,坝址锚固对坝趾应力、变形及局部稳定的影响。结合在建的溪洛渡工程,根据拱坝结构设计和坝基工程地质特点,通过各种典型荷载工况下的不平衡力计算分析,提出坝址锚索加固布置原则和设计方案。     

长沙坝水库拱坝坝肩加固措施及其效果

坝肩岩体稳定是拱坝安全的根本保证,长沙坝水库大坝两岸地质条件较差,左右坝肩地质条件差异较大,在运行中存在绕坝渗漏和左右坝肩不对称变形,对拱坝坝肩稳定非常不利。本文通过介绍设计、施工、运行期间所采取的处理措施,总结了除险加固工程坝肩加固的措施及效果。     

锦屏一级高拱坝整体稳定物理与数值模拟综合分析

高拱坝的整体稳定是工程建设中的关键问题之一,地质力学模型试验和数值计算是研究这一问题的重要方法。通过理论推导建立了基于综合法的大坝稳定安全系数评定关系式。针对锦屏一级高拱坝坝肩地质条件复杂,影响拱坝整体稳定的断层、岩脉、节理裂隙众多,坝高库大和加固难度大,工程安全稳定问题十分突出等特点,采用综合法地质力学模型试验与三维非线性有限元相结合的方法,对加固处理后的锦屏一级高拱坝整体稳定性开展研究。获得了拱坝在正常工况下的工作性态,以及在结构面强度参数降低约30%后坝肩的超载变形失稳过程和最终破坏形态,提出拱坝与地基综合法整体稳定安全度为5.2~6.0(试验值)和5.98(计算值)。通过综合分析模型试验和数值计算的成果,评价了锦屏一级高拱坝工程的安全性和加固效果。研究成果为锦屏一级拱坝工程的安全监测和运行管理提供了科学依据,同时也为其他类似高拱坝工程的稳定分析提供参考。     

综合加固处理技术在锦屏高拱坝左岸坝基中的应用

锦屏一级水电站大坝基础地质条件复杂,尤其以左岸f5断层为代表的软弱岩体,断层规模大、岩体性状差,是影响拱坝渗流稳定、抗滑稳定和变形稳定最为关键的因素之一,因而f5断层处理效果的好坏直接决定了锦屏一级水电站高拱坝能否长期安全运营。为此,对锦屏一级水电站高拱坝左岸坝基范围内的f5断层处理技术进行了探索和研究,介绍了开挖置换、预应力锚固、高压固结灌浆、水泥-化学复合灌浆及高压水对穿冲洗回填砼等处理措施,并对处理效果进行了分析和评价。监测成果表明,以上综合加固处理措施达到了预期的效果,可为类似工程提供参考和借鉴。     

坝基加固后锦屏一级高拱坝应力变形计算分析

锦屏一级高拱坝坝址地质条件复杂,其基础加固处理工程巨大,主要包括:左岸混凝土垫座置换、左岸传力硐、左岸f5、f8、煌斑岩脉混凝土网格置换,右岸f13、f14断层混凝土网格置换.文中采用非线性有限元分析方法,对坝基加固后锦屏一级水电站坝体在多种工况下的应力变形特性进行了计算分析.给出了坝体蓄水期的应力位移分布及超载、降强对位移的影响结果,表明蓄水期坝体总体变形规律比加固前明显改善,坝踵拉应力减小.加固后坝体与坝基安全储备能力提高,可以满足设计要求.     

锦屏高拱坝三维非线性有限元稳定分析

高拱坝坝肩的稳定性是拱坝结构安全运行的基础,锦屏高拱坝坝址区左右坝肩存在几条规模较大的断层、深部节理裂隙、层间挤压错动带、低波速带、岩体风化、卸荷等不良地质结构,因此,坝肩稳定性成为锦屏高拱坝设计中的重大技术问题.运用三维非线性有限元分析方法,对锦屏高拱坝坝肩加固处理前后的稳定性进行了分析对比研究,揭示了边坡失稳的可能形式、部位及规模,并据此对边坡的稳定性进行分析与评价.计算结果表明,锦屏高拱坝加固处理是合理的,满足大坝的稳定要求.     

天然地基与加固地基条件下拱坝模型破坏试验研究

位于云南澜沧江上的小湾水电站拱坝为目前世界同类型坝中最高的一座。坝址具备修建高拱坝的优越地形条件,但其地质条件复杂,左右坝肩抗力体内存在部分地质缺陷,直接影响到拱坝与地基系统的正常运行和整体稳定。针对小湾拱坝1 210 m高程坝肩的地形地质条件,采用地质力学模型试验方法,用超载法进行破坏试验研究,并进行了坝肩天然地基未加固和坝肩地基加固两种方案的对比分析研究。通过两个方案的平面地质力学模型试验,对比分析了两种方案坝体、坝肩的变位分布规律及模型破坏过程和破坏形态、坝肩稳定超载安全度,研究成果表明:坝肩加固后超载能力得到了提高,破坏形态得到了改善,加固效果明显。     

预裂爆破在锦屏一级大坝右坝肩开挖施工中的应用

锦屏一级大坝右岸坝肩拱肩槽开挖,地质条件复杂,拱肩槽开挖高程1885m~1650m(一期),高边坡开挖高差235m,高差大,地质条件复杂。加之高拱坝对坝肩拱肩槽开挖质量要求极高,设计坡率变化大,开挖难度大。本文主要分析和总结了锦屏一级大坝右岸坝肩拱肩槽开挖的成功经验,以期在相似地质条件下的预裂爆破开挖参考。     

溪洛渡双曲拱坝坝基综合处理措施

针对溪洛渡拱坝工程特有的工程地质条件、水文地质条件及坝基应力特点,采取混凝土置换、固结灌浆、防渗排水、接触灌浆、坝趾贴角、贴坡及坝趾锚索加固等综合处理措施,其可行性和合理性已在实践中得到验证。     

杨房沟高拱坝建基面嵌深优化的分析与评价

高拱坝建基面嵌深方面尚未形成具有普适性的评价体系,以杨房沟拱坝建基面嵌深的定量分析与评价为目标,在常规拱坝变形受力分析的基础上,使用三维非线性有限元(TFINE程序)对杨房沟拱坝的可行性研究阶段和施工图阶段的两种建基面嵌深方案进行坝体关键参数、位移、应力和拱端推力的变形应力对比分析。采用塑性屈服区、不平衡力和余能范数评价坝体的整体稳定性和坝踵开裂风险,并基于多重网格法进行坝肩抗滑稳定分析。结果表明,杨房沟拱坝施工图阶段的建基面外移方案较可行性研究方案整体上改善了坝体的变形应力、稳定性和安全度等指标,具有良好的经济效益。研究成果论证了杨房沟拱坝施工图阶段建基面优化设计方案的合理性,同时也可为其他类似工程优化设计的安全分析与综合评价的量化分析提供参考。     

我国特高拱坝的建设成就与技术发展综述

结合二滩、溪洛渡、锦屏一级、大岗山、小湾等一系列特高拱坝的建设实践,总结了我国特高拱坝的建设成就,阐述了我国特高拱坝建设关键技术的研究进展,包括建基面的研究与确定、体形优化设计、应力分析与强度设计、拱座抗滑稳定、整体稳定、抗震设计、混凝土材料、混凝土温控防裂、基础处理、施工技术等10个方面的内容。认为我国混凝土拱坝建设技术已处于国际领先水平,指出我国特高拱坝建设需深化研究的4个问题,即特高拱坝安全评价体系建设、特高拱坝风险设计、特高拱坝抗震研究以及特高拱坝安全运行健康诊断技术研究。     

锦屏一级高拱坝整体稳定分析与评价

介绍了锦屏一级高拱坝针对复杂地基的系统加固处理方案,并结合三维非线性有限元数值仿真分析和超载地质力学模型试验,分析了高拱坝的坝基变形、基础的破坏特征、点安全度及整体稳定性;考虑坝基岩体高应力和高渗压作用下,试验研究了软弱结构面可能的降强幅度,并通过综合法地质力学模型试验,揭示了大坝与基础破坏的另一种模式。综合三维数值计算和地质力学模型试验研究成果,依据评判准则,锦屏一级高拱坝整体稳定安全度较高,可满足设计要求。     

三里坪水电站碾压混凝土双曲拱坝设计

针对三里坪大坝复杂的坝基地质条件,选择了合理的拱坝建基面和体形设计方案。通过综合比较3种拱形的安全性和工程量,确定了对数螺旋型双曲拱坝作为大坝拱形。根据坝体应力分析结果对坝体混凝土进行了分区。为了保证拱坝坝肩的抗滑稳定性,并满足拱坝的变形要求,采取了抗剪洞和置换洞等综合措施进行处理。三维非线性分析表明,处理后的大坝整体安全度有较大提高,运行安全得到保障。     

小湾拱坝跨横缝抗震钢筋的优化布置分析

利用考虑横缝及跨横缝钢筋滑移的拱坝动力非线性模型,对设计地震荷载工况下的小湾拱坝进行了三维动力非线性有限元分析,研究了不同配筋率分布对跨缝钢筋的应力、滑移量及其控制横缝变形的影响。从控制措施的可靠性、经济性角度出发,建议选择相对合理的跨缝钢筋布置方案,为横缝配筋措施的初步设计和工程应用提供了有价值的参考。     

小湾拱坝横缝配筋的非线性地震反应分析

小湾拱坝是待建的世界上最高的拱坝，由于强震作用下横缝张开对止水和坝体安全不利，是否采取横缝配筋的抗震加固措施是设计者迫切需要从理论上解决的问题。为此，首次将考虑横缝配筋的拱坝非线性分析模型应用于小湾拱坝横缝配筋的地震反应分析，计算结果表明，横向配筋可以显著控制拱坝横缝张开度、加强拱坝整体性并一定程度减缓由于横缝张开导致的梁向应力恶化的程度，但为防止梁向开裂，配置适量竖向钢筋仍属必要。     

白鹤滩拱坝底孔应力分析及配筋设计研究

高拱坝孔口周围应力分布复杂,需适当配筋改善孔口结构的受力状态,保证拱坝的安全运行。以白鹤滩拱坝3~#底孔为例,首先对施工期工况下孔口结构进行三维有限元计算,分析孔口周围的应力分布规律和产生机理,然后依据应力图形法对孔口进行配筋设计,最后采用钢筋混凝土有限元法对完成配筋的孔口进行非线性分析。结果表明:在坝体自重的作用下,混凝土泊松比效应是引起孔口顶、底板出现顺河向拉应力的主要原因;钢筋整体应力不高,配筋设计方案有较大的安全裕度,应力图形法偏于保守。但出于安全考虑,仍应采用应力图形法进行配筋设计。     

锦屏一级水电站工程建设重大关键技术研究与实践

锦屏一级水电站拱坝高305 m,是世界已建第一高坝.工程遇有复杂地址条件高陡边坡、地下厂房围岩强度应力比世界最低、首次在高混凝土坝采用碱活性骨料、超高水头泄洪消能、高山峡谷区施工场地稀缺等重大技术难题,工程建设面临前所未有的挑战.参建各方通过科学研究、精心论证和精细管理,形成了复杂地形地质条件下拱坝边坡处理与抗力体加固...