碾压混凝土坝及龙滩碾压混凝土重力坝的渗流特性研究(二)

续上期）４龙滩碾压混凝土坝渗流特性研究４１工程概述我国拟建的龙滩高碾压混凝土重力坝是红水河上的龙头水利水电工程，分二期开发，最大坝高分别为１９２ｍ和２１６５ｍ，坝顶长度达７４１ｍ和８３６５ｍ，装机容量４２００ＭＷ和５４００ＭＷ。一期工程水库正常...     

龙滩碾压混凝土坝渗流与应力场耦合分析

结合龙滩碾压混凝土重力坝的渗透特性，考虑碾压混凝土层面 流及其力学效应以及坝体应力状态对层面渗透性的影响，采用碾压混凝土坝渗流场与应力场耦合分析的数学模型及其有限元数值解法，对龙滩碾压混凝土重力坝进行了渗流场与应力场耦合分析，为工程设计提供了参考依据。     

龙滩碾压混凝土坝渗流场与应力场耦合分析

结合龙滩碾压混凝土重力坝的渗透特性,考虑碾压混凝土层面渗流及其力学效应以及坝体应力状态对层面渗透性的影响,采用碾压混凝土坝渗流场与应力场耦合分析的数学模型及其有限元数值解法,对龙滩碾压混凝土重力坝进行了渗流场与应力场耦合分析,为工程设计提供了参考依据.     

龙滩碾压混凝土重力坝坝体稳定性研究

本文提出了一种适用于分析含压剪裂缝结构的非线性断裂力学数值分析模型－－压剪钝裂纹带模型，并提出其求解方法－－调整力向量法；编程分析了龙滩碾压混凝土重力坝的建基面和碾压层面的压剪断裂过程，得到了裂纹的发展过程，相应的应力，应变场及大坝各高程的材料强度储备系数，并比较分析了软化模型和脆断模型；最后，得出大坝上游防渗措施和保证水平施工缝具有足够的抗渗要求是保证龙滩大坝稳定安全的关键的结论。     

碾压混凝土坝渗流场与应力场耦合作用的研究

作者视成层浇筑而成的碾压混凝土在强度和渗流特性上都为横观各向同性体，给出描述南体渗透各向异性的渗透张量和线弹性变形的５个弹性特性常数的算式，并论述了求解压混凝土坝渗流场和应力场的有限单元法。据碾压混凝土圆筒体试件在层面法向荷载作用下的室内径向渗透模型的耦合作用试验结果，建立碾压混凝土坝中渗流场与应力场耦合作用的耦合算式及解耦算法，其中用单元开裂裂缝分布模型考虑了坝体层面及混凝土本体在任何可能方向上     

碾压混凝土坝渗流场与应力场耦合分析的数学模型

从碾压混凝土坝的渗透特性出发，分析了碾压混凝土坝层（缝）面渗流与坝体应力相互影响的耦合机理，层（缝）面渗流向层（缝）壁面施加法向渗透压力和切向拖曳力来影响坝体应力，坝体应力改变层（缝）面的等效隙宽来影响渗流，进而提出了碾压混凝土坝渗流场与应力场耦合分析的数学模型。讨论了该耦合模型的有限元数值解法，并给出了工程应用实例，由计算实例可看出，耦合作用使坝体渗流场发生变化。并且使坝体应力增大，使坝踵处的应力集中加剧。     

碾压混凝土坝渗流场与应力场耦合分析的数学模型

从碾压混凝土坝的渗透特性出发，分析了碾压混凝土坝层(缝)面渗流与坝体应力相互影响的耦合机理，层(缝)面渗流向层(缝)壁面施加法向渗透压力和切向拖曳力来影响坝体应力，坝体应力改变层(缝)面的等效隙宽来影响渗流，进而提出了碾压混凝土坝渗流场与应力场耦合分析的数学模型，讨论了该耦合模型的有限元数值解法，并给出了工程应用实例。由计算实例可以看出，耦合作用使坝体渗流场发生变化，并且使坝体应力增大，使坝踵处的应力集中加剧。     

龙滩水电站碾压混凝土重力坝设计研究

根据龙滩水电站大坝体型和结构设计原则及原位抗剪断试验成果，论证了大坝全高度采用碾压混凝土的技术可行性，给出了分期建设的两期坝体断面参数，提出了实现大坝全高度碾压所必要的层面抗剪断强度参数（ｆ′，Ｃ′）值，并对如何解决坝体沿碾压层面的抗滑稳定安全性问题提出了具体的建议和措施。     

等壳碾压混凝土重力坝渗流场三维有限元分析

解决渗流问题是碾压混凝土重力坝技术发展的关键.本文利用三维有限单元法和改进的排水孔幕技术,对等壳碾压混凝土重力坝进行了精细分析.分析表明,采用三级配的坝体结构防渗能满足设计要求,该防渗形式结合其后排水孔幕,为大坝的渗流控制安全提供了有力的保证.     

龙滩碾压混凝土坝稳定渗流场与稳定温度场耦合分析

渗流通过参与热量传递与交换影响温度分析，温度通过改变介质渗透系数和温度势梯度引起水流运动来影响渗流场，两者相互作用最终达到珠渗流场和温度场,应用混凝土坝渗流场和温度场耦合分析的数字模型，进行了龙滩碾压混凝土重力坝稳定渗流场和稳定温度场的耦合分析，结果表明，耦合作用使龙滩坝稳定温度场温度普遍降低，稳定渗流场水头普遍升高。     

碾压混凝土重力坝坝体体型优化的研究

采用非线性优化方法中的序列二次规划法（SQP）优化碾压混凝土（RCC）重力坝坝体体型，此方法以坝体混凝土总造价为目标函数，不仅考虑了RCC重力坝材料分区问题，而且在优化过程 考虑了河谷形状对目标函数的影响，采用更多变量的组合，进行坝体体型优化设计，计算实例表明，在满足设计安全的前提下，能获得经济=实用的坝体体型。     

光照水电站碾压混凝土重力坝设计

光照水电站的拦河大坝在可行性研究阶段设计为常态混凝土重力坝，在可行性研究审查后改为碾压混凝土重力坝，其最大坝高为195．5m，文章主要介绍坝体转型设计中关于结构和构造设计、混凝土筑坝材料等方面的一些初步成果。     

龙滩碾压混凝土重力坝温度应力研究

结合龙滩碾压混凝土重力坝的工程实际情况，采用广义约束矩阵法研究了该坝典型坝段的温度应力分布及温控安全系数问题，给出坝段的最高应力区分布及自重、水压力对温控的影响规律等重要结论，为龙滩碾压混凝土重力坝的设计和施工提供了参考依据。     

碾压混凝土重力坝横缝设置问题的探讨

(一) 概述目前碾压混凝土筑坝技术正处于发展阶段,许多问题需在实践中加以解决。据不完全统计,国外现已完成的碾压混凝土坝总计有28座,在建的有10座,坝体一律采用通仓整体填筑,不设纵缝。但是否需设横缝,迄今仍有争议。日本严格按照常规混凝土重力坝的做法,间隔15m宽切缝。这样当然安全,却相当费料     

日本碾压混凝土坝30年发展史

日本是世界上率先利用碾压混凝土建成大坝的国家，早在1980年就已修建了坝高89m、坝体积317000m^3的岛地川坝。迄今为止，已建成的碾压混凝土坝的数量达到了40余座。在日本，碾压混凝土坝称为RCD（Roller Compacted Damconcrete）坝。这是为了与其他国家的RCC（Roller Compacted Concrete）坝相区别而命名的。也就是说，在日本，不认为RCD坝是一个新坝型（属于混凝土重力坝），而是利用新的施工方法建造的大坝。因而，RCD坝所要求的性能与以往的混凝土重力坝所要求的条件相同。     

龙滩碾压混凝土重力坝分缝研究

结合龙滩碟压混凝土重力坝材料特性,采用浮动网格有限元法模拟施工过程计算了设纵缝和不设纵缝两种情况下施工期和最大温降时的坝体温度场和温度应力场,计算分析表明,只要合理控制浇筑温度,即使不设纵缝,坝体温度应力也能满足设计要求。     

基于VOF 法的碾压混凝土坝自由渗流场数值模拟

碾压混凝土坝渗流属于有浸润面的自由渗流,如何准确地确定浸润面位置是自由渗流场分析的关键及难点。同时,目前大坝渗流研究中多对地质条件、坝体细节以及排水孔进行较大程度的简化处理。针对上述问题,本文建立了包含不同地层、不良地质体、帷幕、排水孔以及坝体的碾压混凝土坝三维统一模型,采用耦合VOF法的三维非稳态水气两相流渗流模型,实现了对碾压混凝土坝复杂自由渗流场的数值模拟。运用该模型模拟某水电站碾压混凝土坝段正常蓄水位下的渗流场,结果表明:防渗帷幕和排水孔能够有效地改善渗流场分布,渗流控制作用明显;上游帷幕处的水力梯度最大值达到32.64,可能会对帷幕造成破坏,应引起足够重视。最后将现场监测点水头和排水孔出水量的模拟值与现场实测值进行对比,平均误差分别为1.57%和8.70%,模拟值与现场实测值基本吻合,验证了该模型的可靠性。     

龙滩碾压混凝土重力坝劈头裂缝研究

采用三维有限元对龙滩大坝施工及运行进行了多种工况的仿真计算，得出了横缝间距、保温板厚度与上游面温度应力的关系曲线，指出了易于发生劈头裂缝的部位与原因，并建议了合理的施工方案以避免劈头裂缝的出现。／     

龙滩碾压混凝土重力坝非线性应力和承载能力研究

针对龙滩碾压混凝土重力坝的特点，采用多种非线性分析方法研究坝体的应力和承载能力。考虑碾压混凝土损伤软化和扩容等实际性质，提出用稳定性分析方法研究重力坝的承载能力，给出失稳的判别准则，使重力坝承载能力的分析建立在一个严谨的力学基础之上。最后对于采用多种理论得到的研究成果进行了分析和比较。