基于不同设计反应谱的高拱坝动力特性研究

采用动力法计算地震作用效应时,设计反应谱是地震动的重要参数。目前SL 203—97《水工建筑物抗震设计规范》和NB 35047—2015《水电工程水工建筑物抗震设计规范》两本抗震规范标准设计反应谱不同。文章以某高拱坝为例,采用不同设计反应谱生成的人工波,对大坝进行动力分析。研究成果表明:利用两种规范标准谱人工波计算出的坝体应力和横缝张开度规律一致,SL 203—97规范标准谱人工波计算得出的坝体拉应力较NB35047—2015规范标准谱减小超过25%,压应力减小10%～20%,横缝张开度减小30. 5%,研究成果为高拱坝进行抗震安全评价提供依据。     

厅子塘水电站砌石拱坝结构三维有限元分析

根据浆砌石坝设计规范和混凝土拱坝设计规范,结合云南厅子塘水电站细石混凝土砌石双曲拱坝工程特点,采用三维有限元方法,对拱坝体在多种荷载组合的工况条件下的坝体应力和变形进行了研究。研究结果表明,砌石双曲拱坝坝体的应力及变形均符合有限元计算一般规律,坝体最大位移在允许范围内,坝体上游面应力偏大,但在进行有限元等效应力核算后,计算研究结果在规范允许范围内。     

关于坝体混凝土的强度分级、结构抗力标准值及其分项系数

坝体混凝土的强度分级、结构抗力标准值及其分项系数等参数是混凝土坝设计规范中的重要参数,针对目前各有关规范之间对这些参数存在诸多与国家标准《水利水电工程结构可靠性设计统一标准》不相一致之处,本文指出:在对坝工混凝土强度分级中,由标号R(kg/cm2)改为以等级C(N/mm2)表示后,最近的重力坝和拱坝设计规范中又采用按Cd(N/mm2)和C90(MPa)分级,显然有违与国际标准保持一致及与其它有关规范相协调的初衷;对修编中的拱坝设计规范中,不能以坝体混凝土湿筛试件替代承载能力极限状态方程中的结构抗力的材料性能标准值;在从单一安全系数套改分项系数时,不能改变结构抗力的分项系数γm和结构系数γd的内涵,并将两者混淆。最后,为使这些参数与与国家标准《水利水电工程结构可靠性设计统一标准》相协调,提出了相应修改建议。     

杨房沟高拱坝防震抗震设计研究

杨房沟混凝土双曲拱坝最大坝高155 m,坝址所处地区地震烈度相对较大,为此,除了按DL5073—2000《水工建筑物抗震设计规范》的原则、方法和要求进行常规抗震分析外,同时还考虑坝址地形地质条件、计入地基辐射阻尼和横缝张开影响的三维非线性有限元法对大坝及基础进行动力分析,综合分析评价了大坝的抗震性能与抗震安全性。研究结果表明,杨房沟高拱坝在设计地震和校核地震作用下,坝体应力状况较好,坝体横缝最大张开度不会破坏横缝止水设施,满足设计要求。采取的抗震措施能够进一步提高拱坝的整体性和抗震性,杨房沟高拱坝的抗震安全是可以保证的。     

溪洛渡电站设计中的重大技术问题研究(下)

应力控制标准应力控制标准系根据《混凝土拱坝设计规范》和《水工建筑物抗震设计规范》的有关规定，以国内外高拱坝容许应力标准为基础，结合我国近期高拱坝的建设经验及溪洛渡拱坝工程特点，本着安全可靠、经济合理、施工方便等要求而确定的。溪洛渡拱坝应力分析以拱梁分载法为主，相配套的容许应力控制标准见表2和表3。     

基于NB35047-2015规范的锦屏拱坝抗震复核

能源行业标准《水电工程水工建筑物抗震设计规范》(NB35047-2015)已于2015年9月1日颁布实施。介绍了依据该规范开展的锦屏一级高拱坝抗震安全复核工作。主要内容包括:基于设定地震的场地相关设计反应谱研究;采用动力拱梁分载法、线弹性有限元法和非线性有限元法,进行设计和最大可信地震作用下的应力和坝肩岩体动力稳定分析;在选定的人工地震波基础上,采用以基岩峰值加速度在设计地震基础上比例放大的方式,进行大坝地基系统在超设计地震荷载下的地震超载能力分析。复核分析表明,锦屏一级高拱坝具有较高的抗震潜力;设计地震和最大可信地震作用下,坝体抗压强度安全满足现行抗震规范要求,且抗压强度安全有较大安全裕度,坝体拉应力基本未超过混凝土容许的应力范围,仅局部应力集中部位拉应力较大,能满足校核地震作用下"不溃坝"的设防要求。     

拱梁分载法拱坝抗拉强度准则研究

我国《SD145－85混凝土拱坝设计规范》规定，坝体内混凝土拉应力控制标准与建筑重要性无关，对不同等级的建筑物，采用相同的应力控制标准，这显然是不合理的。在总结已建工程实践经验的基础上，对拱坝作用不定性、抗力不定性、结构计算模式不定性等进行了分析讨论，并最终得出了用分项系数表达的不同等级建筑物及设计状况下的基于拱梁分载法的坝体拉应力控制标准。     

基于新、旧规范的混凝土重力坝地震响应对比

大坝的抗震计算是设计人员所关注的重点问题,由于最新行业标准GB 51247—2018《水工建筑物抗震设计标准》对标准设计反应谱曲线进行了修订,为了能够准确对比新旧标准的反应谱对坝体造成的影响程度,文章综合应用反应谱法和时程分析法计算了混凝土重力坝典型坝段的地震响应应力,结果显示新规范下大坝重要部位的应力有所增加,结构抗震安全性降低的概率较大,对已运行的重力坝按照新规范进行抗震强度核算的必要性较大。     

堆石混凝土拱坝枢纽布置及结构稳定计算分析

贵州风光水库是一座为村镇供水、兼顾农田灌溉的Ⅳ等小型水库工程。文章根据坝址地形地质条件、筑坝材料、施工导流和工程投资等条件进行对比分析论证,优选堆石混凝土双曲拱坝作为水库大坝坝型。结合《混凝土拱坝设计规范》(SL 282—2003),对拱坝枢纽布置方案进行适当优化调整,并对坝顶高程、坝体应力和坝肩稳定等进行详细计算。分析结果表明:不同荷载组合条件下坝体最大主压和主拉应力均在设计允许范围内,左、右坝肩稳定最小安全系数均大于规范安全系数。坝体结构体型设计经济合理,安全可靠。     

关于大坝混凝土强度等级体系设置的建议

水利水电行业惯用的大坝混凝土强度等级体系与国内外通用的混凝土强度等级体系不一致，不利于行业交流和国际交流，新设置的大坝混凝土强度等级体系符合国际标准和国家标准，并可使大坝混凝土水泥用量维持现行水平，新体系可供修订《混凝土重力坝设计规范》，《混凝土拱坝设计规范》，《水工混凝土施工规范》及《水工混凝土试验规程》时应用。     

关于大坝混凝土强度等级体系设置的建议

我国水利水电行为惯用的大坝混凝土强度等级体系与国内外通用的混凝土强度等级体系不一致，不利于行业交流和国际交流，新设置的大坝混凝土强度等级体系符合国际标准和国家标准，并可使大坝混凝土水泥用量维持现行水平，新体系可供修订《混凝土重主设计规范》、《混凝土拱坝设计规范》、《水工混凝土施工规范》及《水工混凝土试验规程》时应用。     

阳江抽水蓄能电站上水库碾压混凝土重力坝动力分析

在7度设防烈度下,按《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073—2000）的要求,对阳江抽水蓄能电站上水库碾压混凝土重力坝进行三维有限元动力计算,分析其地震动力响应,并按最不利原则进行静动应力组合,采用承载能力极限状态和正常使用极限状态表达式校核其抗震强度、稳定安全及应力状况。计算结果表明,该大坝满足规范抗震设防要求,是安全可靠的。     

中国拱坝设计容许应力与美国的比较

根据中国《混凝土拱坝设计规范 (SD14 5 85 )》及《美国垦务局混凝土拱坝和重力坝的设计准则》 (1975年 ) ,就拱坝设计容许应力 ,以及拱坝坝体混凝土抗压强度安全系数等作了比较、分析。     

石门水利枢纽重力坝可靠度分析

按国家《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》GB50199－94和《混凝土重力坝设计规范》DL5108－1999，计算了西峡县石门水利枢组非溢组非溢流坝段和溢流坝段坝基面的应力，稳定及其可靠度，并与《混凝土重力坝设计规范》SDJ21－1978的计算结果进行了对比分析，分析了新老规范在理论上和计算结果上的差异，同时，用有限元法对坝体结构进行了强度分析，分析结果表明，石门水利枢纽重力坝是安全可靠的，其剖面设计合理。     

极限状态分析在岩滩大坝抗震能力研究中的应用

采用极限状态分析法对岩滩大坝典型16号坝段进行抗震能力研究,坝体强度抗震按照重力坝设计规范,坝体水平截面上上下游边缘正应力计算以及上下游边缘主应力采用规范规定的材料力学方法,满足抗震强度要求。坝体沿建基面的抗震稳定安全性按强度最不利应力叠加原则进行分析,则抗震稳定安全系数为4.24;按稳定最不利应力叠加原则进行抗震稳定安全分析,则坝体沿建基面的抗震稳定安全系数为2.47。两种分析法的结果均大于规范要求的1.0,表明坝体抗震稳定安全系数满足极限状态设计要求。     

混凝土拱坝设计规范抗震设计问题讨论会

为了研究拱坝的抗震设计问题,使混凝土拱坝设计规范中的抗震设计与水工建筑物抗震设计规范更好地衔接,于1982年10月18日至23日在上海召开了混凝土拱坝设计规范抗震设计问题讨论会。会上有关设计单位介绍了白山、龙羊峡、东江、二滩、响洪甸、乌江渡及紧水滩等拱坝的抗震设计经验及试验研究情况;有关高等院校和科研单位就拱坝的动力计算方法、库水对拱坝的振动影响、拱坝动力计算中的一些指标和     

动态弹性模量变化对拱坝动力反应的影响

现行水工抗震设计规范规定,大坝混凝土动态弹性模量在静态弹性模量基础上提高30％,对岩体动态变形模量的取值并无规定,现行工程实践中岩体动态变形模量通常在静态变形模量基础上提高30％。根据国内外最新研究成果修编中的新规范拟规定：大坝混凝土动态弹性模量在静态弹性模量基础上提高50％,岩体动态变形模量取为静态变形模量。本文针对新规范的这一变化,结合不同高度的拱坝,从大坝白振特性、动位移、动应力及静动综合应力诸方面进行比较分析,论证混凝土两种动弹性模量以及基岩两种动变形模量取值的影响。结果表明,坝体动弹模从30％提高到50％以及基岩动变模是否提高30％对坝体动力特性和地震反应影响不大。     

地震作用下的电梯井结构与拱坝坝体的耦联分析

在地震作用下,拱坝的附属结构电梯井与坝体的耦联分析问题已经逐渐受到水工人员的重视与研究。本文以某高拱坝电梯井结构为研究对象,分析了电梯井结构与该拱坝坝体采取不同连接方式在相应的工况下对电梯井结构应力应变影响的规律。结果表明：电梯井结构与坝体在坝顶部位设铰接连接,同时回填到一定高程时,可有效地改善电梯井结构的应力应变状况。     

高拱坝抗震动力分析和安全评价

地震荷载作用下大坝动力响应及其抗震安全问题对建于高烈度地震区的高拱坝往往成为工程设计的控制性关键问题，结合现行的《水工建筑物抗震设计规范》(SL203—1997)，综述了高拱坝的抗震设防标准、动力分析方法、大坝混凝土的动态抗力以及抗震安全评价的基本原则、规定和方法及其适用范围，介绍了当前高拱坝抗震研究中包括计入坝区实际地质地形条件、地震动能量向无限远域逸散的所谓地基辐射阻尼影响、坝体伸缩横缝非线性以及坝体全级配混凝土动态特性方面所取得的最新研究进展，就今后高拱坝抗震设计中应重点研究解决的几个问题提出了建议。     

龙洞湾水库大坝坝型比选及结构应力计算分析

龙洞湾水库存在坝址区裂隙发育,地表溶蚀较强烈,高边坡稳定性较差,岩溶管道绕坝基肩渗漏等问题,可能对坝基、坝肩的受力和大坝稳定性带来不利影响。经现场勘探,综合考虑坝基处理、高边坡开挖支护、泄洪建筑物布置及投资效益等因素,文章结合SL 282—2003《混凝土拱坝设计规范》,优选堆石混凝土拱坝坝型,对拱坝坝顶高程、大坝结构应力等进行详细的设计计算。分析成果表明:经局部挖除换填混凝土、固结灌浆等工程措施进行处理后,各荷载组合工况下坝体的最大主压应力和最大拉应力均在规定的允许范围内,基岩承载力也满足要求,坝体整体应力状态良好。