混凝土面板砂砾石坝漫顶溃坝模型研究

基于沟后面板砂砾石坝溃坝案例调研资料及溃坝离心模型试验的反馈分析,提出了一个可描述混凝土面板砂砾石坝漫顶溃决过程的数学模型。该模型的特点是选择可反映高速水流作用下推移质与悬移质运动的坝料输移公式描述宽级配砂砾料的运动特征,以及建立可模拟面板坝每块钢筋混凝土面板在各种变化荷载作用下破坏过程的表达式。选择沟后面板砂砾石坝溃坝案例对建立的模型进行验证,计算结果与实测结果的对比表明:溃口峰值流量、堆石体溃口的顶宽与底宽、折断的面板的数量和各面板的破坏长度、溃坝历时等输出参数的相对误差均控制在±15%以内;由于溃坝过程中面板不断折断,溃口流量过程呈锯齿状抬升。另外,参数敏感性分析的结果表明坝料的冲蚀率和级配特征对溃坝流量过程具有重要的影响。     

混凝土面板砂砾石坝漫顶溃决过程数值模拟

基于混凝土面板砂砾石坝溃决机理,提出了一种模拟其漫顶溃决过程的数值计算方法。该方法针对砂砾石料级配范围宽,最大颗粒与最小颗粒粒径相差大的特点,引入与水流方向垂直的附加作用力来考虑粗颗粒对细颗粒的阻拦、遮蔽以及细颗粒对粗颗粒的包围、填实等作用,导出了能较为合理反映砂砾石料特性的临界起动流速;建议了一个砂砾石料的冲蚀公式,给出了面板折断时间与坝体冲蚀量之间的数学表达式,较为合理地确定面板的折断时刻。利用该方法对青海省沟后水库面板砂砾石坝的溃决过程进行了模拟计算,得出的溃口发展规律与溃坝洪水流量过程与溃坝调查结果大体相符,验证了其合理性。     

新疆坝工技术进展

新疆有大小河流570余条,97%的河川径流形成于山区。因此,山区水库大坝建设是开发水能资源、实现水资源合理配置与有效调控的重要措施。自20世纪90年代以来,新疆的水库建设已从平原水库转入山区水库建设,筑坝材料也在当地材料坝的基础上不断改进,碾压混凝土坝、混凝土面板砂砾石堆石坝、沥青混凝土心墙堆石坝、土工膜防渗堆石坝等坝型不断涌现。结合新疆坝工建设,系统地总结了坝工技术特点和取得的主要技术创新成果,研究认为:以黏土心墙堆石坝为基础坝型,以混凝土面板砂砾石堆石坝和沥青混凝土心墙堆石坝为主要发展方向,在高寒地区、高地震区、深厚覆盖层等特殊环境和各种不良地质条件下的筑坝技术,是新疆坝工建设的显著特点。努力在坝工设计、坝基处理、施工工艺和建筑材料等关键技术取得不断进步和创新,对于提高大坝建设和运行管理的技术经济水平、安全可靠性能具有非常重要的促进作用。     

严寒、高震、深覆盖层混凝土面板坝关键技术研究综述

自 20 世纪 90 年代以来,新疆的水库建设已从平原水库转入山区水库建设,以混凝土面板砂砾石坝为主要的当地材料坝,得到了迅速发展。新疆于 20 世纪 70 年代末,开始引进混凝土面板坝筑坝技术,采用天然砂砾石填筑百米级高坝,是区别于一般面板堆石坝的主要特点。针对严寒地区、深覆盖层、高地震区等不良环境地质条件,全面总结基础上系统地建立了混凝土面板砂砾石坝筑坝关键技术体系,阐述了在抗震结构设计、坝体变形控制、坝体渗流控制等方面取得的创新突破,研究指出施工工艺的不断改进,大型机械压实功能的不断增强,为该坝型推广应用和安全性能提高,提供了重要的技术保障。对于提高混凝土面板砂砾石坝建设和运行管理水平具有重要意义。     

高面板砂砾石坝堆石料力学变形特性及坝体分区研究

随着高混凝土面板砂砾石坝坝高的突破，坝体内部高应力区和坝坡、坝顶低应力区的应力差别增大，而不同应力条件下砂砾石料和块石料的力学特性存在较大差异，将影响着坝体分区及变形安全。开展砂砾石料和块石料三轴力学试验，研究不同应力条件对其力学变形特性的影响；在此基础上根据坝体应力分布特征，研究高混凝土面板砂砾石坝坝体分区。研究表明，在低围压条件下，块石料的模量系数大于砂砾石料；随着围压增加到一定程度，块石料颗粒破碎导致模量系数大幅降低，远小于砂砾石料的模量系数；为充分利用两种堆石料的力学变形特性，加强高面板砂砾石坝坝体变形控制，坝体内高、低应力区应分别采用砂砾石料和块石料填筑，提出一种基于坝体应力分布特征的坝体分区准则和优化调整方法；最终推荐一种块石料半包砂砾石料的坝体分区型式，提高了高混凝土面板砂砾石坝的综合安全性。     

黏土心墙坝漫顶溃决数值模型研究

国内外针对土石坝漫顶破坏机理和溃决过程开展了大量的研究工作,但针对黏土心墙这一土石坝主要坝型溃决机理及溃决过程的研究工作却开展的很少。研究提出能合理模拟黏土心墙土石坝漫顶破坏溃口发展时变过程数值计算模型对准确模拟黏土心墙坝溃决过程,正确评价其溃决致灾后果十分必要。从黏土心墙坝结构特征出发,根据实际溃坝调查和室内、现场溃坝试验资料,分析了黏土心墙坝漫顶溃决机理,在此基础上建立了一个描述黏土心墙坝溃口发展过程的数值模型。该模型较好地考虑了漫坝水流对下游坝壳冲蚀过程中黏土心墙滑动或倾覆失稳所引起的溃口间歇性增大现象。最后利用已发生溃决心墙坝的溃坝洪水资料验证了建议数值模型的合理性。     

基于大型数据库的堰塞坝特征统计分析与溃决参数快速评估模型

21世纪以来地质灾害频发形成大量堰塞坝。然而由于缺乏详细的资料,现在对堰塞坝特征和溃决等方面的研究受到很大的制约。同时,绝大部分堰塞坝寿命极短且勘察条件恶劣,很难在短时间内获取详细的坝体参数,因此急需基于有限的可用数据进行堰塞坝溃决参数快速评估。收集国内外1 298例堰塞坝案例,对堰塞坝的分布、诱因、寿命、溃决模式、坝高、库容、成因等特征进行统计分析。通过对41例具有详细溃决信息的案例进行分析,建立坝体溃决参数(峰值流量、溃口尺寸、溃决时长)的快速评估模型,并将模型应用于唐家山堰塞坝的溃决分析。最后,基于大量案例数据进行堰塞坝模型和人工土石坝模型应用的对比分析,发现将人工坝模型用于堰塞坝会得到偏危险的结果,进而可能导致非常保守的决策和不必要的经济损失。该研究对于全面了解堰塞坝特征,尤其是对堰塞坝溃决参数评估和应急管控有一定的理论和实际价值。     

小流域淤地坝系的溃决洪水分析

中国黄土高原建成了数量众多的淤地坝,形成了大量的小流域坝系。当坝系的空间分布不合理时,一坝溃决往往引起下游坝连锁溃决。为了合理评价坝系的整体防洪能力,提出了一套模拟暴雨引起淤地坝坝系连锁溃决过程的方法。定义了坝系中坝的分级规则,提出了一种自动确定每座坝分级的方法。根据坝的分级从低到高的次序,依次对坝系中的每座坝进行产流分析、水库调蓄分析、溃坝判别和溃坝洪水分析,从而模拟坝系的连锁溃决过程。基于上述方法编制了计算程序,对陕西省绥德县的王茂沟小流域坝系的连锁溃决问题进行了模拟,并结合有关淤地坝水毁调查资料对模拟结果进行了分析。     

乌鲁瓦提水利枢纽主要工程地质问题及处理

介绍我国砂砾石面板坝型第一高坝的工程地质问题及处理。     

乌鲁瓦提水利枢纽主要工程地质问题及处理

介绍我国砂砾石面板坝型第一高坝的工程地质问题及处理。     

Coquitlam大坝抗震能力提高设计(英文)

Coquitlam 大坝建于 1913 年,坝高 30 m,为吹填土石坝。大坝位于加拿大 BC 省高地震危险带。风险人口数以万计。根据现行标准,大坝的抗震能力不符合要求,坝体冲填土和某些部位地基土松散,容易液化。在中度至重度的地震情况下,大坝将会遭受严重的损坏,并有可能溃决。提高大坝的抗震能力很有必要。选择最高设计地震为里氏7.5 级地震,地震地面水平峰值加速度 0.66g。在设计中,还需要对以下一些提高抗震能力的设计方案进行评估,包括结构修复、大坝重建、限制水库运行及退役。在综合考虑技术、社会、环境和经济因素的基础上,选择了兴建一座新的下游堤坝以提高其抗震能力,减少 Coquitlam 大坝的地震风险。新建坝包括一座土质心墙堆石堤坝和一个位于左坝肩的混凝土过渡带。新建堤坝大部分是建在具有承载力的淤泥土上,而混凝土过渡带则完全建在基岩上。由于现场和施工条件的限制,座落在现有大坝下游坝壳部分的新建堤坝上游坡的下部一小部分为沿原河道的液化砂砾石冲积层。先进的地震稳定性和变形分析结果表明,由于有足够的超高、厚厚的反滤体以及过渡带,大坝所产生的变形是可以接受的。为了控制基础渗流和出逸坡降,设计采用了塑性混凝土防渗墙、帷幕灌浆以及在下游增设一套减压井相结合的方案。为了监测新建坝的性态,在施工期和运行期的仪器监测设计中采用了基于破坏模式的方法。主要介绍了 Coquitlam新建堤坝的设计,包括大坝安全监测系统的设计。     

江坪河水电站堆石坝冰渍砾岩筑坝料爆破试验研究

江坪河水电站采用混凝土面板堆石坝,坝体高度219m,用冰渍砾岩填筑高面板堆石坝。鉴于冰渍砾岩的特殊性,在已有爆破试验成果的基础上,初拟爆破参数。结合现场爆破开采施工试验成果,进一步深入研究,优化了可改善坝料级配的爆破参数。     

某尾矿库溃坝对下游影响风险评估

近年来尾矿库溃坝事故时有发生,破坏性巨大,造成不可挽回的生命和财产损失.选取几个溃坝后对下游影响较大的参数,通过数学模拟的方法分析尾矿库溃坝形成的泥石流对下游的影响,并以申太选矿有限公司尾矿库为例进行了风险评估探讨,为企业和安监部门提供参考.     

百色RCC主坝施工技术创新

本文简要介绍广西百色水利枢纽RCC主坝工程施工的技术创新项目,如可调式悬臂翻升系列钢模板、辉绿岩人工砂石粉在RCC中的利用研究、坝体排水幕改排水管网方案、平台岩面及钢筋网部位采用机拌变态砼、移动式仓面喷雾机、仓面移动升降式灯塔、入仓口升降式栈桥、变态混凝土自动洒浆机研制、大卸槽输送RCC、溢洪道常态混凝土与主坝RCC同步浇筑等,与同行交流,共同提高碾压混凝土筑坝水平。     

酥油口水库坝址工程地质条件分析及坝型选择

针对酥油口水库坝址区较复杂的工程地质条件,从地形地貌、地层岩性、地质构造、岩体物理力学性质及透水性等方面,对坝址区地质环境各因素及各种坝型适宜性进行分析论证,结合当地天然建筑材料优势,最终选择技术和经济均较优的沥青砼心墙砂砾石坝坝型方案。     

宽围压加卸荷条件下特高坝填筑料强度变形研究

开展大型三轴试验,系统研究了特高坝堆石料和砂砾石填筑料在宽围压加卸荷条件下的强度变形特性。结果表明:相比堆石料,砂砾石料在低应力条件下的强度低,采用砂砾石填筑的大坝应防止坝坡浅层失稳。围压对强度指标和邓肯模型变形参数均具有重要影响,对于特高土石坝,宜根据应力分布情况分段采用不同的强度指标和变形参数,以提升坝体结构应力变形计算精度和提高工程安全性。卸荷—再加载循环内,均产生了正值的轴向变形和体积变形,循环结束后,应力-应变、体变-应变曲线均回归至原有的正常加载形态;在卸载段,低围压、低应力水平条件下往往表现为体胀,随围压和应力水平的提高,主要表现为卸荷体缩;在再加载段,无论围压大小还是应力水平高低,均主要表现为体缩。随围压的提高,回弹模量与初始切线模量之比增大;同一围压下,随应力水平的提高,回弹模量变化不大,略有降低的趋势;大石峡工程高填筑标准砂砾石料和堆石料K_ur/K约1.98~2.22,但指数n_ur要远大于n;对于那些特高坝和高坝而言,有限元计算时假定n_ur=n是不太适宜的,应开展回弹模量试验研究。     

喷浆桩施工中几个问题的探讨

在南阳市白河第三、第四橡胶坝坝基粗砂砾砂地层中施工喷浆桩 ,遇到了固化剂适应性、跑浆冒浆、桩顶“下沉”、搭接部位局部夹砂、桩检测、桩身土的定名等问题 ,对此进行了探讨并提出了对策     

Research review of the cement sand and gravel (CSG) dam

The cement sand and gravel (CSG) dam is a new style of dam that owes the advantages both of the concrete faced rock-fill dam (CRFD) and roller compacted concrete (RCC) gravity dam, because of which it has attracted much attention of experts home and abroad. At present, some researches on physic-mechanical property of CSG material and work behavior of CSG dam have been done. This paper introduces the development and characteristics of CSG dam systematically, and summarizes the progress of the study on basic tests, constitutive relation of CSG material and numerical analysis of CSG dam, in addition, indicates research and application aspect of the dam.