三河口碾压混凝土拱坝初期蓄水安全监测评价

为全面深入了解三河口碾压混凝土拱坝蓄水至550 m高程的安全状态,对大坝主体工程、下游消能建筑物、两岸边坡及滑坡体实施了变形(水平位移、垂直位移及接缝开合度)、渗流渗压及应力应变监测,获取了大量监测数据,监测结果分析表明:三河口水利枢纽初期下闸蓄水,大坝主体、消能建筑物和两岸边坡及滑坡体的位移变形、渗流渗压、应力应变均正常连续变化、变幅较小,未出现大的异常突变,变化过程和分布规律基本合理。综合分析认为,三河口水利枢纽初期下闸蓄水过程安全可控,坝体工作性态正常。     

溪洛渡特高拱坝蓄水初期工作状态评价

本文对溪洛渡拱坝蓄水阶段原型监测成果进行归纳总结,论术了监测数据的同步性、连续性、规律性和收敛性特征,初步评价了大坝的运行状态,基于数值仿真反馈分析,研究了大坝受力变形特性的机理,重点阐述了拱坝库盆沉降、上部谷幅收缩效应,分析了坝踵压应力的合理性。结果表明:溪洛渡拱坝初期蓄水期拱坝变形与水库水位变化过程一致,连续变化且符合客观规律,整体时效变形呈现收敛态势;由于溪洛渡特殊的地质条件,库盆压力对大坝变形影响较大,但不影响整体安全稳定;拱坝应力分布良好,坝肩推力在坝基内扩散明显,处于可控状态。综合分析认为,溪洛渡拱坝蓄水过程安全可靠。     

溪洛渡特高拱坝初期蓄水工作性态分析研究

大坝各方面性能能否经受住首次蓄水的考验,是关系大坝安全的关键问题。本文针对溪洛渡拱坝,采用非线性有限元方法,考虑横缝的接触非线性,实现了大坝初期蓄水全过程模拟,分析了蓄水过程中坝体和坝基变形、应力的分布特征和变化规律,以及横缝应力和张开度的变化情况,并确定了保证接缝灌浆的安全蓄水水位。研究结果表明,在水荷载作用下,坝体和坝基发生向下游的顺河向变形和向两岸的横河向变形,坝体上游面主拉应力和下游面主压应力不断增大,横缝有压紧的趋势。同时,对坝体与坝基关键变形和应力的初期实测数据与计算成果进行了对比,二者规律吻合较好;并结合国内同类大坝工程的情况分析了蓄水变形实测值与设计计算值存在差异的原因。计算和监测结果表明,溪洛渡初期蓄水阶段大坝应力应变及横缝状态符合特高拱坝低水位运行特征,大坝蓄水整体安全有保障。随着蓄水位增加,需跟踪开展大坝混凝土与基础岩石实际参数的反馈分析,动态评价大坝整体的安全性能。     

严寒区水电站混凝土拱坝渗流初蓄—运行期监测成果分析

混凝土拱坝蓄水后,在水荷载作用下,坝体渗流安全不能处于全面受控状态。为掌握严寒区混凝土拱坝的渗流状态,文章根据初蓄—运行期大坝渗流监测成果,分析山口水电站坝基扬压力、坝体渗流、绕坝渗流、渗漏的变化情况。结果表明：受严寒地区温控难度大影响,部分测点渗压出现异常情况,但不影响大坝整体安全运行;帷幕后渗压折减系数符合设计要求,坝体渗压规律基本合理,绕坝渗流变化较小,渗漏量远小于经验值。大坝在初蓄—运行期的渗流变化符合一般认知规律,大坝渗流处于安全状态。     

三里坪水电站水工建筑物安全监测

三里坪水电站大坝为碾压混凝土双曲薄拱坝,根据三里坪水电站总体布置及结构特点,设置了变形监测、渗流渗压监测、应力应变等监测项目。同时设计了安全监测自动化系统,该系统采用分布式形式加远程通信管理方案。介绍了监测仪器的安装施工注意事项及观测结果,监测结果表明,大坝在蓄水期间各项监测值符合一般规律,测值在允许范围内。     

岩体劣化对谷幅变形及高拱坝安全性的影响

拱坝建成蓄水后，水环境的变化会引起坝址区岩体力学性能的改变，进而引起谷幅收缩，影响大坝安全。针对锦屏一级拱坝蓄水初期出现的地基异常变形现象，基于岩体遇水劣化规律和非饱和渗流-应力耦合基本理论，建立岩体遇水劣化模型，采用非线性有限元数值分析方法，研究蓄水初期库区岩体劣化下的谷幅变形规律，进一步分析谷幅收缩对坝体结构的影响。研究表明：库岸岩体劣化对谷幅变形产生直接影响；岩体劣化程度越高，谷幅收缩越明显，坝体上游消落带区域的谷幅变形最为突出；随着水位升高，库岸岩体劣化范围扩大，坝体的最大顺河向位移、最大主拉应力和最大主压应力略有减小。因此，锦屏拱坝蓄水后由岩体劣化造成的谷幅变形不会影响坝体的整体安全。     

阳江沥青混凝土心墙堆石坝应力变形特性研究

为了评价阳江抽水蓄能电站下水库沥青混凝土心墙堆石坝的安全性，采用非线性有限元法对覆盖层最厚的大坝断面开展应力变形计算，详细模拟大坝的施工和蓄水过程。计算结果表明：竣工期和蓄水期坝体应力变形分布规律总体合理，竣工期坝体水平位移极值分别为-22.74 cm和26.18 cm,沉降极值为-73.80 cm,沉降率为0.91%。蓄水后，坝体水平变形变化较为明显，沉降极值稍有增加；坝体大、小主应力极值分别约为1.30 MPa和0.63 MPa,位于坝基全风化层。蓄水期，心墙挠度变化范围为73.76～77.83 cm。蓄水前后，心墙大、小主应力小幅变化，均为压应力，应力水平均较小，极值为0.68,心墙不会出现剪切破坏。总体上，大坝应力变形在正常范围内，整体安全性高，大坝断面设计合理。     

碾压混凝土拱坝应力变形有限元分析研究

拱坝的应力变形一直是业内研究的关键问题,对大坝的安全稳定性意义重大。文章对某碾压混凝土拱坝建立三维数值模型,有限元计算拱坝在运行期的主拉、压应力分布和坝体各项位移变化,分析得出该拱坝应力变形后产生的最不利位置,计算成果可为该拱坝在施工期和运行期安全监测提供一定的参考基础。     

溪洛渡拱坝初期不同特征水位工作性态分析与安全评价

基于溪洛渡拱坝初期蓄水期540 m、560 m、580 m、600 m四个不同特征水位坝体各类监测资料的分析,借助三维有限元商业软件对大坝施工形象面貌、蓄水进度计划进行仿真模拟及数值分析计算,对蓄水期拱坝工作性态进行反馈分析、预测及安全评价,进而为拱坝运行期蓄水提供决策参考。数值模拟及反馈分析计算表明:不同特征水位阶段下,坝体及坝基变位合理、变形协调,坝体应力处于设计可控范围之内,灌后横缝均处于压缩状态,其变位、应力分布均符合拱坝整体受力特性。初步判断:溪洛渡拱坝在库水位初次蓄至正常蓄水位600 m高程的各阶段安全可靠受控,处于正常工作状态。     

溪洛渡特高拱坝初期蓄水期监测反馈分析

基于溪洛渡拱坝初期蓄水阶段各类原型监测成果,利用数值反馈分析方法,通过整合集成综合分析、数值模型反馈分析以及定性、定量数值判断,建立了一整套特高拱坝监测反馈分析方法,完成了对溪洛渡初期蓄水期大坝安全状态评估,并预测了后期蓄水大坝的受力变形特性。文章首先系统梳理分析大坝监测成果并进行归纳总结,初步评价了大坝的运行状态,建立若干监测反馈分析目标;其次,运用数值仿真实验,通过反演正分析使数值分析成果逼近原型监测成果,进而分析大坝受力变形特性的机理;最后,利用数值模型对大坝后期蓄水过程及运行状态进行预测评估。分析表明:建设期大坝根据浇筑形象面貌及封拱灌浆面貌分阶段完成自重时空受力变形状态分布,符合大坝常规变形特征;初期蓄水期拱坝整体向下游和两岸山体方向变形,河床坝段径向位移大于岸坡坝段,对称性较好;坝基受力变形稳定,坝肩推力在坝基内扩散明显,符合力学规律,处于可控状态;后期蓄水预测受力变形规律良好。综合分析认为,溪洛渡拱坝蓄水过程安全可靠。     

红兴水库渗漏分析及防渗处理方案研究

依据黑龙江省绥化红兴水库初期蓄水失败后作的原型渗漏观测和补充地质勘探资料,分析研究了该库的实际渗漏量和渗漏原因,并利用地下水力学原理和2D-FLOW有限元软件分析计算了坝基和库岸防渗处理与否的渗流场与渗漏量,提出了充分发挥水库效益的合理可行的除险加固处理方案。     

构皮滩水电站岩溶坝基的渗流监测

构皮滩水电站防渗帷幕线上存在复杂的岩溶系统。针对该种岩溶坝址,设计采用了渗压计、测压管和量水堰等组合形式的渗流监测系统,对坝基渗流进行全方位监测。水库蓄水期,坝基渗透压力与库水位呈明显的线性关系,但最大渗透压力增加值仅为库水位上升值的20％左右;水库蓄水完成后,坝基渗透压力与库水位的变化无明显关联。监测成果表明,工程防渗帷幕及岩溶封堵后整体防渗效果明显。监测系统为评价工程安全提供了可靠的科学依据。     

考虑封拱灌浆过程的高拱坝施工期仿真分析

混凝土拱坝施工过程中，结构体系的转变、坝体材料性质的变化和外荷载的变化，对拱坝应力和横缝状态具有一定的影响，为此，采用有限元方法，考虑横缝的接触非线性，模拟了分期封拱灌浆过程和提前蓄水过程，并对某高拱坝施工期温度场、应力场和灌浆前横缝开度变化作了较为全面的计算预测分析。分析认为，水管冷却过程及冬季上游蓄水时可能产生较大拉应力，值得引起注意，另外还得到了缝宽在拱圈方向的分布规律。     

某水利枢纽区渗漏性状分析与防渗处理建议

某水电站建成蓄水后,量水堰便出现了流量较大的渗漏,且随着库水位的抬升,渗漏量呈现出逐渐增大的趋势。此外,渗水水温高于库水,具温水的特征。为了对渗漏原因与渗漏通道进行分析,采用水文地质测绘、水文地质钻探、压水试验、水质全分析、孔内电视、地下水观测等综合勘察方法查明了坝址区岩体透水性、地下水渗流场、渗水特征及水化学特征。结果表明:早期渗水由浅表循环的冷水和深部循环之热水混合而成,且以冷水为主;坝基及绕坝渗漏通道以岩层层面和两组节理为主,属裂隙型渗漏。在此基础上,利用回归分析预测得到库水达正常蓄水位时,量水堰渗漏量为1 728.40 L/s,据此,提出了防渗处理建议。经防渗处理后,库水位达正常蓄水位时,渗漏量减至270 L/s,防渗效果明显。     

基于原型监测的黏土心墙堆石坝渗流分析

某黏土心墙坝在蓄水期间,出现渗流量较大、坝体渗流、绕坝渗流增大等现象。为了寻找原因,通过对某黏土心墙坝的环境量、坝体渗流、绕坝渗流、渗流量等原型监测数据进行分析,得到渗流量、坝体坝基渗压、绕坝渗流等监测成果。为进一步分析渗流来源,对渗流量进行模型分析。结果表明各监测成果互为印证,受库水位影响显著;库水位是影响渗流量大小及变化的主要因素,降雨量是次要因素,其中,库水位对渗流量的影响主要是通过两岸绕坝渗流,其次是通过坝体坝基渗流。库水位对渗流量的影响既是即时的又是持续的。     

水布垭混凝土面板堆石坝设计

在水布垭混凝土面板堆石坝的设计中，针对筑坝材料的特性和堆石体的变形特征，进行了坝体结构及坝体材料分区的设计。对面板应力应变分析，采用Ｅ－Ｂ模型进行三维非线性有限元计算，计算成果表明：就坝体变形而言竣工期和蓄水期的水平位移与垂直沉降值，比照已建工程均在劲旅范围内；面板位移与应力分析的结果亦与已建工程的面板应务分布规律一致。     

泽城西安混凝土面板坝三维非线性应力变形研究

本文采用非线性有限元分析方法,对山西泽城西安水电站混凝土面板堆石坝坝体、面板和坝基混凝土对防渗墙在施工期和蓄水期的应力变形特性进行了较为深入的研究.计算分析中提出的坝体及面板各部分的应力、位移分布,可以为工程的设计、施工提供有益的参考依据.     

川西高原某水库坝址区渗流场模拟及渗漏量计算

为定量评价某水库坝址坝肩渗漏量,以期为大坝防渗处理提供依据。运用Visual MODFLOW三维渗流软件,模拟坝址区在水库蓄水前后的三维渗流场,同时计算坝址断面处水库蓄水前的渗流量和水库蓄水后的渗漏量。模拟结果表明由于大坝的修建,坝址上游的地表水位抬升,使得地下水流动方向发生逆转,坝址断面处的渗漏量也有较大增长,工程对区域地下水环境造成了较为明显的影响。故从工程安全角度考虑,需要对坝基、坝肩进行防渗处理。     

Analysis of working behavior of Jinping-I Arch Dam during initial impoundment

To study the stress, deformation, and seepage pressure during the initial impoundment of the Jinping-I Arch Dam, monitoring analysis and numerical calculation were used in a dam behavior analysis that focused on the working behavior of the dam during the late period of the initial impoundment up to the end of November 2014. The numerical calculation was performed based on feedback analysis of the deformation and stress of the arch dam through inversion of the elastic moduli(E) of the dam body and foundation, using a three-dimensional finite element model for the linear elastic material of the arch dam. The main monitoring indices presented insignificant changes in the late period of the initial impoundment, and the results of feedback analysis were consistent with monitoring results. Analysis results also show that the deformations of the dam body and dam foundation were within the design range; the dam stress distributions were normal, with values lower than the design control criteria; and the seepage flows through the dam body and dam foundation were lower than the design drainage capacity of the deep-well pump house, demonstrating that the Jinping-I Arch Dam was in good working condition, and the initial impoundment had been successfully completed. The results of the working behavior analysis of the Jinping-I hydropower project during the initial impoundment can provide references for safe operation of similar projects.     

乌江渡水电站坝基水质特征及帷幕性状评价

以岩溶地区乌江渡水电站为典型案例,针对pH值、水化学类型、析出物、渗漏量等坝基防渗评价因素,结合历史、近期水样检测资料及坝址地层岩性和帷幕材料,对比库水与防渗帷幕后水样的pH值和水化学类型的变化,研究析出物成分的来源变化、渗漏量的趋势,分析坝基防渗帷幕性能。结果表明:水化学类型以CO_3~(2-)或OH~-型、HCO_3~-型为主,白色碳酸钙析出物由水—岩—混凝土三者间互相作用而成。水库在蓄水后,库底变为高压缺氧的还原环境,同时有机物的堆积会使得库底水呈弱酸性,侵蚀性CO_2含量会有所增加。这对坝基帷幕体不利。坝基防渗帷幕体的防渗性能整体上仍然完整有效;水的流动是析出物沉淀的必要条件之一。将水的pH值与渗流量或渗透压力及析出物沉淀情况综合分析,可以作为判别防渗帷幕防渗性能的依据。该研究结果可以为其他相似水库判断防渗帷幕性能提供参考。