小湾高拱坝应力、基础稳定、抗震及材料问题研究综述

小湾拱坝坝高２９２ｍ，坝址基本地震烈度８度。本项目系“八五”期间，原电力部大科学技术研究项目，紧密结合小湾拱坝设计中的一部分关键技术问题进行研究，在岩体裂隙渗流与高拱坝稳定分析，高拱坝非线性开裂计算方法研究，高拱坝抗震设计等方面取得创新的性的成果，其研究成果为小湾拱坝设计提供了科学依据，部大成果已用于小湾水电站初步设计中，其普遍适用性具有广泛的推广应用前景。     

小湾高拱坝坝区渗流场对应力场的影响

结合小湾水电站高拱坝工程，分析坝区岩体多重理解隙网络渗流的特点及渗流对应力的影响机理，采用多重裂隙网络模型和有限元数值方法对小湾高拱坝建坝蓄水后坝区渗流场和渗流场影响下的应力场进行分析计算。可以看出，建坝蓄水使坝区渗流场发生较大变化，且使大坝附近的坝基岩体竖向有效应力有增大，也使坝肩岩体的拉应力增大。     

高拱坝地震反应与抗震安全性评价

目前，抗震设计已成为高地震烈度区修建特高拱坝的控制性技术难点。“八五”期间结合我国近期将开发的重点工程──高２９２ｍ的小湾拱坝对抗震设防概率标准及抗震可靠度设计；拱坝坝体－地基－库水动力相互作用分析的现场试验验证；伸缩横缝对高拱坝强震反应的影响；及小湾坝址场地对地震动的影响等问题进行了抗震技术攻关研究。在完成上述基本理论和试验研究的基础上，对小湾拱坝进行了分析，得到了在考虑上述因素后的地震反应，并对小湾拱坝的抗震安全性作出评估。     

基于动接触力法的拱坝坝肩抗震稳定有限元分析

本文提出了应用基于动接触力方法的显式有限元技术进行拱坝坝肩抗震稳定分析的新思路，给出了相关公式。新的分析方法，将坝肩岩体、地基、坝体和库水作为一个统一体系进行动力分析计算，能有效地考虑坝肩可能滑动块体与坝体的动力相互作用，较真实地反映拱坝和坝肩受到地震作用的实际状态，并对小湾拱坝坝肩震稳定进行了分析研究。结果表明：在设计正常水位情况，小湾拱坝的地震作用超载安全系数约为1.3；在设计地震作用下，小湾拱坝的“降强安全系数”仅为2.58，而仅考虑静载作用时，即使以拱坝坝端应力不超过静态抗拉强度作为达到极限状态的工程判别定量标准，其坝肩的静态“降强安全系数”也高达4.0以上。因此，地震的作用使安全系数有较大降低。小湾拱坝坝肩抗震稳定是安全的，但安全裕度不高。     

拱坝—可压缩库水—地基地震波动反应分析方法

本文采用理论数值模型严格模拟可压缩库水与拱坝、地基间的动力相互作用，提出了一种拱坝—可压缩库水—地基系统地震波动反应的时域显式分析方法.针对位于Ⅸ度地震设防区、坝高292m的小湾高拱坝，用本文方法进行了地震动力反应分析，得到如下结论：考虑库水可压缩性将显著降低对小湾拱坝抗震起关键控制作用的部位的动拉应力，降低幅值可达45%，表明附加质量模型过分夸大了小湾拱坝的地震动应力反应，对小湾拱坝的抗震安全评估是不合理的.     

高拱坝计震反应与抗震安全性评价

目前，抗震设计已成为高地震烈度区修建特高拱坝的控制性技术难点。“八五”期间结合我国近期将开发的工程－－高２９２ｍ的小湾拱坝对抗震设防概率标准及抗震可靠度设计；拱坝坝体－地基－库不动力相互作用分析的现场试验验证；伸缩横缝对高拱坝强震反应的影响；及小湾坝址场地对地震动的影响等问题进行了抗震技术攻关研究， 完成上述基本理论和试验研究的基础上述基本对小湾拱坝进行了分析，得到了在考虑上述因素后的地震反应，并     

小湾拱坝的抗震研究

本文结合目前拟建的世界最高的小湾拱坝，对当前高拱坝建设抗震设计中，影响拱坝抗震安全亟待研究解决的一些重要工程问题探讨的基础上，评估了小湾拱坝的抗震安全性，并参照国内外已有拱坝震害实例，提出了增强小湾拱坝实际抗震能力的工程措施。     

堤防渗流控制特点及其设计

对堤防工程特点、地基渗透性、不同地基的渗流特点进行了分析，提出了渗流控制设计原则和措施选择。     

石门拱坝坝基渗流性态分析

石门拱坝坝基渗流性态及其主要影响因素在两个不同的防渗区域存在显著差异，通过对渗流、坝踵裂缝等观测资料的综合分析，揭示了不同防渗措施对坝基渗流影响的机理，对石门拱坝坝基渗流安全性进行了评价，并探讨了改善坝基渗流状况的工程措施。     

石门拱坝坝基渗流性态分析

石门拱坝坝基渗流性态及其主要影响因素在两个不同的防渗区域区域存在显著差异，通过对渗流，坝踵裂缝等观测资料的综合分析，揭示了不同防渗措施对坝基渗流影响的机理，对石门拱坝坝基渗流安全进行了评价，并探讨了改善坝基渗流状况的工程措施。     

小湾电站坝址区渗流与应力场耦合分析

本文研究了小湾电站坝址区岩体渗流场与应力场的耦合相互作用，并结合右坝肩Ｆ１１断层的特性，探讨了裂隙内具有不同填充物情况下，裂隙表面分形对裂隙渗流和应力的影响，通过数值分析，得到了场耦合情况下的渗流分布及断层Ｆ１１在不同应力水平下的分维数－渗流量、不同分维数下的应力－裂隙开度、应力－流量关系曲线。     

小湾高拱坝蓄水初期诱导缝安全监测资料分析

介绍了小湾高拱坝坝体诱导缝安全监测实测成果,分析了蓄水前及第一、二阶段蓄水期诱导缝的实际工作状态以及监测量的变化原因,指出了局部存在渗透压力较大的问题,为国内同等规模的类似工程提供借鉴和参考。     

小湾坝区建坝后的渗流分析

本文分析了小湾建坝后坝区稳定渗流的情况。     

渗压对小湾坝肩岩体稳定性的影响

对比分析了小湾高拱坝两种不同渗压作用下，坝肩滑动块体安全系数的变化情况。结果表明，由于小湾坝区地下水位高于正常蓄水位，有必要在坝肩下游布置排水洞，降低抗力体上的渗压作用。刚体弹簧元解表明，计入排水洞后，滑块安全系数有一定提高，并可满足规范要求。     

ANSYS在沥青混凝土心墙坝渗流分析中的应用

针对有限元软件在沥青混凝土心墙坝渗流场分析中的应用进行了研究。沥青混凝土结构以其极佳的防渗性能、良好的自适应变形能力等优势,被越来越多的工程所采用,而渗流稳定一直以来都被认为是影响土石坝安全运行的主要控制因素。结合工程实例,应用有限元软件对沥青混凝土心墙坝的渗流场进行分析,对其渗流稳定情况进行计算。实例应用表明,将ANSYS有限元软件应用于沥青混凝土心墙坝的渗流场分析,能较直观、快速、真实地反映坝体渗流场的实际运行情况,有较强的工程实用价值。     

三峡工程泄洪坝段蓄水初期实测渗流性态分析

在三峡水利枢纽工程初期蓄水及运行过程中，对泄洪坝段的渗流状态进行了跟踪监测。实测渗流性态分析表明，泄洪坝段坝体及基础渗压和排水量一般较小，其分布及变化符合一般规律。三峡工程泄洪坝段实测渗流性态正常。     

龙滩碾压混凝土重力坝的防渗研究

系统地阐述了高碾压混凝土重力坝渗流分析和防渗结构研究的必要性，介绍了龙滩高碾压混凝土重力坝各分区材料的渗流特性，并进行了渗透溶蚀性研究和临界水力梯度研究。证明优化的料配合比，能满足龙滩192m/216.5m高大坝的防渗与耐久性要求。对大坝的防渗结构，主要研究了钢筋混凝土面板防渗方案、变态混凝土与二级配碾压混凝土防渗方案和沥青混合料防渗方案。通过温控与防裂的分析计算、结构应力与稳定分析计算和大坝渗流分析计算等多方面综合比较，以变态混凝土与二级配碾压混凝土防渗方案最优，推荐为首选方案，而沥青混合料具有很好的防渗效果，并具有保温作用，且对温控防裂十分有利，建议作为比选方案，对今后需进一步研究的课题提出了建议，无疑对已开工建设的龙滩工程具有重要的参考价值。     

三峡工程右岸坝段实测坝基渗流性态分析

通过渗流监测效应量分析,揭示了三峡右岸坝段自挡水后在各水位下基础渗流的真实性态。分析表明,在上述期间三峡右岸坝段基础渗流各要素变化符合一般规律,渗流性态正常。