高拱坝沿建基面的破坏和安全度研究

拱坝沿建基面的破坏和安全度是坝工界近年来十分关注的问题，有关拱坝沿建基面破坏的可能性和安全度的分析，目前还没有比较一致的看法。从理论上研究拱坝拱圈沿建基面的完全性，其结论为：影响拱坝沿建基面安全性最重要的因素是建基面材料的磨擦系数、岸坡角和拱圈中心角，其次是拱坝的高度和拱圈的位置，河谷宽度的影响最小。以小湾拱坝为对象，采用建立在非线性数值分析基础上的变形体稳定性分析方法和地质力学模型试验，对其沿建基面的整体安全度进行的研究表明，其整体稳定安全度在4.0-4.5左右，而且，根据建其面和坝体的破坏形态和发展过程可以看出，小湾拱坝只有在坝体发生破坏的同时，拱坝才会沿建基面滑移。     

小湾拱坝建基面抗滑稳定分析

小湾拱坝高２９２ｍ，坝址河谷宽，岩坡相对较平缓，拱圈又比较扁平，应进行沿建基面的抗滑稳定复核计算。本文介绍了复核计算的基本概念衣算式，并列举了计算成果。     

高拱坝沿建基面抗滑稳定性的分析方法研究

本文从运动稳定性的理论出发, 认为拱坝沿建基面的强度破坏实质上是稳定性问题,属于极值点失稳.文章还提出稳定性分析的刚性体方法和变形体方法, 以及与变形体方法相应的两类失稳判据:收敛性判据及突变性判据,并比较了两种方法的优缺点, 以小湾高拱坝为研究对象, 根据有限元分析的成果,对它沿建基面的稳定性进行了定量研究, 得到整体的稳定安全度, 并根据破坏的形态和发展过程, 得出结论:小湾拱坝只有在坝体发生破坏的同时, 拱坝才能沿建基面滑移.     

基于直接内力法的拱坝建基面稳定分析

提出适合分析拱坝建基面等效正应力的直接内力法,结合小湾高拱坝三维弹塑性有限元整体分析成果,研究分析了超载过程中拱端推力、推力角和抗滑安全系数的分布规律。研究结果表明,建基面抗滑安全系数衰减速度低于超载速度,高拱坝超载过程中各高程段的推力角均有所增加,这反映了拱坝具有较高超载能力的内在机制,也说明基于刚体极限平衡法对拱坝坝肩稳定分析成果偏于安全。     

拱坝沿建基面抗滑稳定的体安全系数及其工程应用

对于坝基岩体发育有顺坡向结构面等复杂地质条件的拱坝,通常需要核算大坝沿建基面单滑面或多个平面组成的复合滑裂面的抗滑稳定性,但目前尚无为工程界公认的计算方法,现行拱坝设计规范也未作出明确规定。本文采用非线性有限元与传统的刚体极限平衡法相结合的分析方法,将滑裂面、坝基面、临空面与结构面相互切割、组合形成的潜在滑体作为研究对象,以坝基岩体内部发育的陡倾角结构面为分界面,将滑体离散为多个按串联或并联方式排列的块体,利用各块体的静力平衡条件与相邻块体间的变形协调条件,分析滑体在拱推力等外力作用下的抗滑稳定安全系数,即体安全系数。结合小湾拱坝工程,开展大坝沿坝基岩体发育的浅层卸荷裂隙抗滑稳定性的分析计算,通过实例分析表明本文方法的合理性与工程实用性。     

分析拱坝整体抗滑稳定性的非线性多拱梁法

本文提出拱坝整体抗滑稳定分析的一个方法，充分考虑材料的非线性应力应变关系，逐步施加增量荷载，计算坝体和建基面的开裂、滑动、局部压碎的过程，直到整体失稳，从而求得拱坝的整体安全系数。     

我国特高拱坝的建设成就与技术发展综述

结合二滩、溪洛渡、锦屏一级、大岗山、小湾等一系列特高拱坝的建设实践,总结了我国特高拱坝的建设成就,阐述了我国特高拱坝建设关键技术的研究进展,包括建基面的研究与确定、体形优化设计、应力分析与强度设计、拱座抗滑稳定、整体稳定、抗震设计、混凝土材料、混凝土温控防裂、基础处理、施工技术等10个方面的内容。认为我国混凝土拱坝建设技术已处于国际领先水平,指出我国特高拱坝建设需深化研究的4个问题,即特高拱坝安全评价体系建设、特高拱坝风险设计、特高拱坝抗震研究以及特高拱坝安全运行健康诊断技术研究。     

板贝拱坝坝肩稳定分析研究

根据板贝拱坝的实际情况，提出拱坝沿建基面斜滑稳定分析方法，提出坝肩模拟结构体三维分析概念，对该工程坝肩进行稳定计算，为坝肩处理提供了科学合理的依据。     

白山重力拱坝坝基坑滑稳定安全评价

白山大坝沿建基面的抗滑稳定问题，颇有争议。为此，大坝主管部门在原设计部门多次作的坝体应力笔稳定复核的基础上，又委托有关单位再次对大坝稳定了计算和复核，本文介绍复核有关情况，并结合大坝的运行状态进行了初步安全评价。     

基于时程法的重力坝动力抗滑稳定研究

以重力坝整体失稳破坏为评判准则,研究地震荷载作用下重力坝的抗滑稳定性,根据塑性区分布情况、计算收敛性以及瞬时安全系数可综合判断大坝的安全度。从分析结果来看:无论是沿建基面的抗滑稳定,还是坝基软弱结构面的深层抗滑稳定,随着地震加速度的增大,塑性区都逐渐增大,并最终出现贯穿性塑性区;沿滑动面的安全系数随地震加速度时程的变化而变化,最小安全系数分布与塑性区的发展情况类似,因此可对塑性区分布和瞬时安全系数进行综合评价后再对坝体抗滑稳定性进行判断。     

缓折坡建基面上的重力坝抗滑稳定计算方法研究

基于“沿整个缓折坡建基面同时滑动”假定，提出了缓倾角折坡建基面上的重力坝抗滑稳定分析计算可简化为“比合力法”，即该抗滑稳定安全系数等于缓折坡建基面上抗滑力代数和与滑动力代数和之比。论述了对缓折坡建基面上不同方向的力作数值相加不再是不合逻辑问题，而是具有工程物理意义。讨论了“瞬心法”的主要不足之处。     

软基上建重力坝的坝基抗滑稳定分析

针对软基上建重力坝的抗滑稳定问题进行了分析研究。因大坝基础为卵粒岩组和砂粒岩组的互层,为微成岩,采用抗剪公式进行了沿建基面的抗滑稳定计算;针对坝基可能存在的深层抗滑稳定问题,采用公式法和双滑面法两种方法进行了复核对比验算,分析得出本工程坝体结构设计合理,软基上建重力坝不存在浅层及深层抗滑稳定方面的问题。     

坝踵裂缝深度对混凝土重力坝可靠度的影响

已建成的绝大多数混凝土重力坝的坝踵部位均会不同程度地出现裂缝,有必要研究裂缝开展深度对坝体安全度的影响。基于Matlab软件,人为地在坝踵沿建基面方向设置不同深度的裂缝,利用材料力学原理建立重力坝沿建基面的抗滑稳定、坝趾抗压强度和坝踵抗拉强度的功能函数,分析了不同裂缝深度对上述三种情况可靠度的影响。研究结果表明:裂缝的存在对坝体抗滑稳定影响较小,但可靠度随建基面抗剪强度指标的下降而减小;裂缝的存在对坝趾抗压强度和坝踵抗拉强度的可靠度影响较大,随坝踵裂缝长度的增大,可靠度下降很快。     

小湾拱坝坝肩岩体稳定分析

根据小湾坝址区断层及节理裂隙等结构面的分布状态，分析了坝肩岩体潜在的滑移边界，并作了最不利产状的分析确定．通过多种滑移型式及荷载组合分析，明确了小湾拱坝坝肩岩体的控制滑移型式及荷载工况．此外，在坝肩岩体稳定分析中，还进行了渗透压力及岩体抗剪强度指标的浮值分析，明确了影响小湾坝肩岩体稳定的主要控制因素．     

超高拱坝拱座及抗力体抗滑稳定研究

以超高拱坝拱座及抗力体抗滑稳定中主要工程地质问题为研究重点,总结研究了二滩、锦屏一级、溪洛渡、大岗山、拉西瓦、小湾等水电站特高拱坝左右岸抗滑稳定条件、底滑面及侧滑面和滑移组合模式分析、结构面参数取值、抗力体地质缺陷分析及处理、地下水及岩体渗透性影响。针对上述特高拱坝的抗力体及拱座地质缺陷,归纳总结了抗滑稳定分析评价方法、结论及其处理经验。相关经验可为今后类似工程提供可借鉴的技术依据。     

溪洛渡拱坝设计综述

溪洛渡拱坝的工程规模和技术难度均超出了现行拱坝设计规范的控制。为此，在可行性研究阶段，立足现有技术水平，借鉴国内外成功经验和最新研究成果，以规范为基础，佐以现代仿真分析和模型试验，结合工程类比，对溪洛渡拱坝建基面与拱坝体形、应力分析与设计强度、抗滑稳定与整体稳定、抗震分析与评价、温度控制、基础处理等进行了研究分析，使拱坝设计最终达到安全可靠、技术可行、经济合理。     

白山重力拱坝坝基抗滑稳定安全评价

白山大坝沿建基面的抗滑稳定问题,颇有争议.为此,大坝主管部门在原设计部门多次作的坝体应力和稳定复核的基础上,又委托有关单位再次对大坝稳定进行计算和复核.本文介绍复核有关情况,并结合大坝的运行状态进行初步安全评价.     

特高拱坝建基面岩体选择的工程类比法研究

为确定坝高超过200 m的特高拱坝建基面可利用岩体的选择标准,对国内7座特高拱坝建基岩体的利用情况进行了综合评价,通过工程类比法分析了特高拱坝建基面可利用岩体的选择因素,提出了特高拱坝建基面可利用岩体的选择标准。研究表明,特高拱坝及坝基在荷载作用下的破坏模式为压破坏和剪破坏,要求拱坝建基岩体应具有足够的承载能力、抗变形能力、抗剪切能力以及抗滑稳定性。国内特高拱坝建基面可利用岩体的选择主要是以岩体质量分级为综合评价指标,不同坝基部位可选择不同质量级别的岩体;Ⅱ级岩体是特高拱坝的优良的建基岩体,中部建基面可以有效地利用部分Ⅲ₁级岩体,上部可适当利用Ⅲ₂级岩体;对于特高拱坝坝基,变形模量和黏聚力略大于规范建议值;特高拱坝建基面可利用岩体选择以荷载及应力水平为基础,以拱坝稳定为前提,以变形、强度等力学参数为依据,以岩体质量级别为具体表征,按不同高度分区域进行多因素综合论证和选择。     

水电站厂房抗滑稳定分项系数设计方法研究

依据GB 50199-1994的相关规定,开展了水电站厂房整体抗滑稳定的分项系数极限状态设计法研究,提出了厂房整体抗滑稳定安全度设置水平、结构重要性系数、地基材料性能分项系数、设计状况系数等的取值原则。采用工程经验校准法、可靠度分析法计算了沿建基面的抗滑稳定结构系数,并分别采用单一安全系数法和推荐的分项系数法按抗剪断强度公式进行了整体抗滑稳定计算。结果表明,按两种方法设计的水电站厂房抗滑稳定安全度水平较为接近,从而证明所提方法的有效性。本研究成果可为《水电站厂房设计规范》的修订提供参考。     

接触面抗剪断强度离散性对重力坝稳定安全性的影响

混凝土重力坝沿滑移面的抗滑稳定性与接触面材料的摩擦系数f 和黏聚力 c 密切相关,现有的重力坝规范,有的取 f 和 c 为定值进行分析,有的视 f 和 c 为随机变量,并规定了它们的随机分布规律.实际上,f 和 c 既不是一个定值,也不一定符合给定的随机分布规律.关于重力坝抗滑稳定安全系数分布规律的研究成果甚少.应用可靠性方法,针对重力坝沿建基面的抗滑稳定问题,研究了摩擦系数 f 与黏聚力 c 的随机分布线型、均值和变异系数对稳定安全系数 K 的影响,揭示了 K 的离散特征,以及概率分布曲线和可靠指标的变化规律.研究成果有助于对重力坝规范的进一步认识.