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。     

考虑断续节理影响的溪洛渡拱坝模型破坏试验研究

金沙江溪洛渡工程大坝为混凝土拱坝,最大坝高278m,拱坝坝肩及坝基岩体内未见大的断层及软弱结构面,坝肩稳定性主要受分布于岩体内的层间和层内错动带以及节理裂隙的控制。本文用超载法对溪洛渡拱坝稳定安全系数相对较低的410m高程平面拱圈及其坝肩岩体进行模型破坏试验,主要研究超载条件下含断续节理岩体的破坏过程、破坏形态和破坏机理。试验表明:由于玄武岩的脆性特点,模型坝肩岩体呈脆性破坏,其破坏机理是裂隙端部的应力集中引起岩桥的断裂撕拉破坏,随着超载倍数的增加,裂缝开度增大,最后呈现阶梯状破坏形态。     

沙牌高RCC拱坝坝肩稳定性分析

结合沙牌ＲＣＣ 拱坝地形、地质条件，针对含断续节理裂隙岩体的强度呈现明显方向性的特点，建立了包络多种破坏模式的强度模型。运用三维非线性有限元数值分析方法，研究坝肩（ 基） 岩体的超载特性与整体稳定安全储备，并对坝肩（ 基） 岩体及裂隙面强度参数进行敏感性分析。     

河湾混凝土拱坝设计

河湾水电站坝址两岸山体地形为略凹的负地形,山体单薄,对坝肩稳定不利。结合坝址地形地质条件,大坝坝型设计采用变厚抛物线双曲拱坝,改善了坝肩的稳定条件。坝体应力计算、坝肩稳定复核等方面,阐述了拱坝设计的基本思路与设计要点。     

拱坝枢纽整体抗滑稳定的地质力学模型试验研究

拱坝坝肩稳定是目前高拱坝设计中的一个重要而复杂的问题。近年来发展起来的地质力学模型试验是研究拱坝坝肩岩体稳定的有效途径。本文介绍了国内某大型重力拱坝枢纽整体抗滑稳定三维小块体地质力学模型试验研究实例,其中包括试验的特点、模型设计问题以及部分试验成果,分析了拱坝及进行处理后的两岸坝肩山体在水位超载条件下的安全度及其破坏机理。     

乌东德双曲拱坝三维地质力学模型试验研究

基于乌东德双曲拱坝的特定工程地质条件,采用三维地质力学模型试验技术,通过重度超载的方法,研究了坝体和坝基、坝肩从加荷到破坏的整个过程与整体稳定性。依据相似理论,按照1∶300比例对大坝基础及两岸坝肩山体的岩体力学特性、不连续结构面和层面、双曲拱坝坝型等进行了相似模拟,研究了拱坝及基础的变形特征、失稳破坏过程、破坏形态以及超载能力,对拱坝与地基整体稳定安全度进行了评价。通过分析拱坝在正常蓄水位和超载作用下的位移场、坝体和坝肩的变形及其分布特征、内部断层典型测点的相对位移,对拱坝坝体和坝基失稳前后裂缝发展的全过程及其破坏机制进行了研究。试验结果表明:在设计荷载作用下,坝体及左右岸坝肩变形稳定,变形呈线性特征;综合位移应变测试结果及超载破坏模式定性描述,认为上游坝踵起裂安全度K₁=1.7~2.0,非线性开始安全度K₂=3.5~4.0,拱坝坝肩与坝基整体稳定安全度K₃=6.0~7.0。     

立洲拱坝坝肩稳定破坏试验研究

立洲水电站是木里河干流水电规划的重要梯级电站,该工程的大坝为碾压混凝土双曲拱坝,最大坝高132m,坝址区地质条件较为复杂。为了研究该拱坝与地基的整体稳定问题,采用了三维地质力学模型超载法试验,在模型中充分反映断层、层间剪切带、长大裂隙及裂隙带等复杂地质构造对坝与地基整体稳定的影响,而且在试验过程中将光纤光栅传感器布置在坝顶及上游坝面,监测坝体超载过程中的应变,从而分析坝体的开裂破坏过程。试验研究获得了坝肩抗力体变位分布特征,确定了拱坝与地基的超载安全系数和坝肩破坏形态,为工程的设计和施工提供了科学依据。     

高地震区大岗山水电站拱坝设计

大岗山拱坝坝高210 m,地质条件复杂,地震烈度高,拱坝设计具有挑战性。根据大岗山水电站地形地质条件,采用数值分析方法及模型试验,对大岗山拱坝体形、坝体应力、基础处理、坝肩抗滑稳定、抗震设计、温控设计等进行研究分析,结合现场施工以及监测资料表明:大岗山拱坝设计安全可靠、技术可行、经济合理。大岗山拱坝设计经验对地震烈度高、地质条件复杂的高拱坝设计具有一定的参考价值。     

招徕河拱坝左坝肩的窑洞式开挖

招徕河水电站坝址处地形陡峻 ,地质条件复杂 ,左坝肩高程 2 60m以上采取了窑洞式的开挖方式 ,并采用预应力锚索对由于纵、横向裂隙切割及坝肩开挖形成的不稳定岩体进行了加固处理。实践证明 :这种窑洞式开挖方式对减轻生态环境的破坏 ,缩短施工工期 ,降低工程造价和提高坝肩稳定性都十分有效 ,值得在狭窄河谷拱坝坝肩开挖中借鉴。     

拱坝坝肩破碎基础处理探讨

拱坝是利用拱圈把水压力传递到两坝肩的一种坝型,所以拱坝对坝肩地质条件要求较高。有时由于地形地质条件限制,部分拱坝坝肩座落在断层、软弱夹层和破碎基础等基础上,为保证拱坝的安全,坝肩基础需要进行处理。现主要介绍软弱基础上坝肩的处理措施,为中低型拱坝的坝肩处理提供参考。     

高拱坝超载的计算机仿真

高拱坝潜在安全度究竟有多高是值得认真研究的问题。随着计算机技术和数值分析方法的飞速发展，超载试验已可用计算机仿真来实现。基于此，结合小湾凡用三维非线性有限元对高拱坝的超载过程和破坏特征，进行了全过程的计算机仿真。通过对反映混凝土破特征的四参娄弹塑性断裂本构模型的研究，提出了超载的概念，并强调无论是超载试验或是超载计算分析，对于作用荷载而言，都应综合考虑各种影响拱坝受力的主要荷载因素。通过仿真分析得     

构皮滩双曲拱坝三维地质力学模型试验研究

 采用三维地质力学模型试验技术， 研究了构皮滩双曲拱坝坝基内的层间错动带和裂隙对坝体和坝肩稳定的影响，以及在超载情况下坝体的破坏形式和坝肩的破坏发展过程。最后对大坝的安全性作了评价。     

地震危险性分析和地震动输入机制研究

结合溪洛渡,小湾等水电工程,研究300m级高拱坝抗震设计中的基础性问题：场址地震危险性分析中不确定性因素的影响分析,重大工程设定地震的确定,设计地震运输入机制等,建立了中国水利水电强震记录数据库,首次将地理信息系统（GIS）高新技术用于水库诱发地震危险性预测分析。本专题成果成大型高拱坝工程的抗震设计提供了一套更合理,具有实用价值的科学方法。     

小湾拱坝设计及基础处理

小湾拱坝动静应力水平较高，在拱坝体型优化及应力分析中采用多种数值分析方法和模型试验进行深入研究，特别是对于高拱坝坝踵可能出现的开裂问题和抗震问题开展了一系列攻关研究，并采取了相应的工程措施。坝肩稳定是高拱坝安全的关键，针对存在于坝肩抗力岩体内的地质缺陷，首先采用多种数值分析方法和模型试验对抗滑稳定性和变形稳定性进行深入研究在此基础上，从安全可靠、经济合理以及可实施性等方面充分论证和分析比较各种加固处理措施，综合确定了实施方案。     

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。     

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。     

万家口子双曲拱坝整体稳定地质力学模型试验研究

针对万家口子双曲拱坝的地质问题,采用三维地质力学模型试验技术,全面模拟了大坝基础的不连续岩体条件、岩石力学性质、基础处理和整体双曲拱坝,研究了基础对大坝结构变形和稳定的影响,揭示拱坝坝体和坝肩从加荷开始到破坏的整个进程和机理,从而得出了拱坝的破坏机理及超载安全能力。     

高拱坝典型高程平面坝肩加固方案研究

结合小湾工程1210m高程平面坝肩稳定加固地基方案,以地质力学模型试验为主要研究手段,并与有限元计算相结合,对小湾工程1210m高程平面坝肩稳定性和加固措施的合理性进行了研究。分析了加固条件下坝肩及坝体变形分布特征、坝肩失稳的破坏过程、破坏形态和破坏机理,确定了坝肩超载稳定安全度,为工程设计和施工提供了参考依据。