软岩料填筑混凝土面板堆石坝三维非线性有限元分析

以某已建工程为例,基于邓肯E-B材料本构模型,对混凝土面板堆石坝次堆石区采用软岩料填筑和硬岩料填筑两个方案进行三维有限元分析,分别获得软岩料填筑和硬岩料填筑时坝体应力变形的分布与变化规律。通过有限元计算分析,可以看出采用软岩填筑面板坝是可行的。     

湿化及流变对不同软岩料利用范围面板坝应力变形的影响

为研究不同软岩料分区范围下湿化及流变特性对面板堆石坝的应力及变形影响。查找、对比软岩料的湿化及流变模型,分析和研究已有的软岩料湿化及流变特性的有限元实现方法。以某面板堆石坝为例,按软岩料的不同填筑范围制定两种计算方案,分别进行大坝的三维有限元应力变形计算,然后通过对比分析两种计算方案的计算结果,系统总结软岩料不同填筑范围对面板堆石坝应力变形的影响规律。结果表明:随着软岩料利用范围的扩大,坝体的流变范围也随之扩大,相应的垂直位移、水平位移位移及面板的挠度也随之增大。因此,在实际面板砂砾石坝工程设计中,进行软岩料的扩大利用时需要合理的制定软岩料填筑范围。     

软岩料填筑面板堆石坝应力变形特性研究

针对软岩料填筑面板堆石坝问题,基于邓肯E-B材料本构模型,结合鱼跳水电站混凝土面板堆石坝,拟定了三种不同的软岩料利用范围方案,运用大型有限元软件,进行了各方案坝体应力变形的有限元计算。结果表明:坝体及面板的应力变形对于软岩料的利用范围较为敏感;实际工程设计时,可在大坝应力变形可承受的范围内,尽可能地扩大软岩料的利用范围,使坝体断面设计既安全可靠,又经济合理。     

软岩料填筑面板堆石坝的流变和湿化效应研究

为了研究不同时期下软岩料流变及湿化效应对面板堆石坝的应力及变形影响。对比软岩料的流变和湿化模型,分析已有的软岩料流变、湿化效应的有限元实现方法。以某面板堆石坝为例,按大坝的不同时期和是否考虑流变、湿化效应制定了4种计算工况,分别进行大坝的三维有限元应力变形计算,通过对比分析4种工况的计算结果,系统总结了软岩料的流变、湿化效应对软岩料填筑面板坝在竣工期和蓄水期应力变形的影响规律。结果表明:无论是竣工期还是蓄水期,在考虑流变和湿化后,大坝横断面最大垂直位移、水平位移、大主应力均有显著的增加,但相对而言在蓄水期增加的更多。可见软岩料的流变和湿化效应对软岩料填筑面板坝应力变形有较大的影响,且在蓄水期影响更加明显。     

软岩填筑面板堆石坝的质量控制技术——以贵州省魁龙水库为例

贵州省地处典型喀斯特地区,混凝土面板堆石坝建设规模大,施工中常遇到开采石料质量和储量不满足填筑要求的问题。为此,借鉴国内建设经验,总结并创新喀斯特地区软岩填筑技术,且成功应用于贵州省余庆县魁龙水库面板堆石坝填筑中。建成的混凝土面板未出现裂缝,取得了软岩填筑大坝主体的成功经验,可为今后软岩筑坝提供参考。     

天生桥一级堆石坝面板裂缝原因分析

介绍了天生桥一级水电站混凝土面板堆石坝施工完成以后进行面板裂缝的检查和统计情况，并对面板裂缝产生的原因进行分析，认为面板裂缝产生的主要原因是堆石体发生较大的变形，导致面板与垫层料脱空。而堆石体发生较大变形的原因又与堆石体分期填筑时填筑规划不尽合理、填筑强度不均衡、填筑完成时间较短即开始混凝土面板施工和部分利用软岩料等有密切关系。     

积石峡水电站面板堆石坝湿化变形控制研究

积石峡水电站面板堆石坝主堆石区采用坝址区岩石开挖料填筑而成,为控制坝体的湿化变形,在坝体填筑基本完成后,采用坝体底部浸水的措施。结果表明:坝体浸水能提前释放堆石坝的湿化变形,特别适用于风化岩、软岩等软化系数小的岩石填筑的坝体;坝体浸水加速了面板堆石坝的施工期变形,缩短了大坝施工期沉降时间,为混凝土面板的提前施工及其裂缝控制创造了良好的先决条件;坝体排水期间,坝体内外水位差应不超过1 m。     

魁龙水库软岩填筑面板堆石坝质量控制

借鉴国内软岩筑坝建设经验,结合喀斯特地形地貌特点,贵州余庆魁龙水库大坝采取合理的坝体分区设计和关键环节施工质量控制措施,取得了软岩填筑面板堆石坝的良好效果,创新了喀斯特地区混凝土面板堆石坝无面板裂缝的记录。从坝体填筑质量检测、坝体沉降和脱空观测、面板裂缝检查等方面对软岩填筑混凝土面板堆石坝的质量控制情况进行了分析,可为类似大坝的质量控制提供参考。     

鱼跳混凝土面板堆石坝三维静力应力变形分析

采用邓肯模型对鱼跳面板堆石坝进行了三维有限元分析,研究软岩填筑层对坝体工作性能的影响,计算了混凝土面板与岩石填筑层的位移和应力及周边缝变形。结果表明:由于受到下游软岩填筑区的影响,坝体最大横断面最大沉降略偏向下游,总沉降量约为坝高的1%。面板周边缝位移的绝对值一般都小于2cm,周边缝的止水设计需注意选择合理的止水形式和填缝材料。由于坝址河谷狭窄,受岸坡约束,三维效应对坝体的应力变形影响较明显,计算结果与原型观测数值相一致。     

小井沟水库软岩筑混凝土面板堆石坝设计

小井沟水库混凝土面板堆石坝将软岩作为大坝主体填筑材料,最大坝高87.6m。料场砂岩料饱和抗压强度为30MPa左右,沉积层理发育,呈明显软岩特征。针对坝料软岩特性对大坝坝坡、坝体分区进行设计,通过计算分析,论证了软岩筑坝材料的填筑参数及填筑范围。经过蓄水运行,验证了设计的合理性,为软岩筑面板堆石坝工程提供可借鉴的资料。     

堰塞坝及其溃决模拟研究评述

堰塞坝形成突然、危险性大,对下游人民生命财产安全、生态环境和社会经济形成巨大威胁,研究堰塞坝的溃决成灾机理与应急条件下的除险减灾方法,具有极其重要的科学价值和实际意义。结合国内外堰塞坝及其溃决相关内容的研究现状,评述了堰塞坝的形成过程和特征、溃决过程以及除险减灾等方面的研究进展,提出了未来堰塞坝及其溃决研究中需要重点关注的若干重大关键问题:1堰塞体形成过程中的土石料堆积分选机制;2强非恒定流、非均匀流下的输沙理论;3多机理耦合的溃口发展模型;4大尺度堰塞坝溃决实体模型试验;5如何降低除险减灾策略制定过程中的不确定性。     

丹江口大坝加高溢流坝闸墩结构分析

以丹江口大坝溢流坝边墩为研究对象，通过三维有限元接触问题非线性计算，分析在溢流面加高过程中，不同的溢流面与老闸墩的结合状态下（脱开与不脱开），各阶段包括加高完成后、正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位时闸墩的受力状况、锚筋应力和结合面张开度。计算结果表明：锚筋的无黏接长度以100cm为宜；将边墩162m高程以上加高部分与旁边重力坝段加高部分连成整体，或在结合面张开最大的部位沿竖直向增加一排约束，均可有效减小混凝土竖直向应力，且对抑制结合面张开亦有较大作用。     

高混凝土重力坝坝踵开裂对坝体静力学性能影响研究

混凝土重力坝坝踵开裂是重力坝常见的现象,由于高坝缝内存在较高的扬压力,水压的劈裂作用会严重影响坝体的安全性.基于大型有限无分析软件,建立重力坝非线性数值分析模型,人为地在坝踵沿建基面方向设置不同深度的裂缝,分析不同裂缝深度对高坝静力学件能的影响规律,以及缝内高水压的水力劈裂效应.研究结果表明,若裂缝深度较小,对满足设计规范无拉应力准则的坝来说,裂缝的存在对坝体位移、塑性区的影响较小,应力影响具有局部特性,但是对坝体的抗滑安全性影响较大;岛压水力的劈裂作用明显,在水力劈裂作用下已有的裂缝将较无水压作用时伸展更深,对坝体的安全性影响较大.     

基于病害指数的大坝溃决可能性评价研究

较全面地总结了国内外大坝老化与病害评价研究成果,在此基础上,提出了以病害指数衡量大坝病害程度,给出了病害指数的计算方法,并根据病害指数值,将大坝病害程度及病险状况划分为相应的 5 个等级。建立了基于病害指数的大坝溃决可能性评价模型,提出了以溃决指数衡量水库大坝溃决可能性,并根据溃决指数值,将水库大坝溃决可能性划分为相应的 5 个等级。应用大坝溃决可能性评价模型评价了沙河集水库大坝溃决可能性,评价结果表明,根据溃决指数判定大坝溃决可能性具有较好的适用性。大坝溃决可能性评价模型可为病险水库大坝溃决可能性评价提供参考;建议推广应用该评价模型,并深化研究大坝病害演变规律及其与大坝溃决可能性的关联关系。     

复杂坝基浆砌石重力坝稳定分析

以宝泉电站下水库大坝特殊坝段为例,采用刚体极限平衡法时复杂坝基浆砌石重力坝的抗滑稳定性进行了分析,由其二维有限元计算结果可知,校核水位时为最危险工况,坝体与坝基接触面上的最大垂向正应力和最大切向剪应力均出现在坝趾处.介绍了特殊坝段的极限抗倾稳定验算方法,指出在施工过程中确保坝体与基础充分结合是特殊坝段抗滑稳定的前提条件.     

镶嵌组合坝混凝土坝体结构体型探讨

通过对镶嵌组合坝中镶嵌混凝土坝的分析研究,初步探讨了镶嵌混凝土坝的体型特征对镶嵌组合坝应力应变的影响,为解决高面板堆石坝的安全性提出了一种思路。     

河口村水库工程坝线坝型方案比选

根据河口村水库坝址段地质地形条件,选择了4条坝址线,并对可行的3条进行了比选。通过对二坝址(线)混凝土面板堆石坝与沥青心墙坝、三坝址(线)的碾压混凝土重力坝及四坝址(线)混凝土面板堆石坝坝型进行技术经济比较可知,存在的地质问题都可以通过工程措施予以解决。进一步的研究和论证结果表明,修建混凝土重力坝和混凝土面板坝及沥青混凝土心墙坝在技术上均可行,二坝址(线)混凝土面板堆石坝方案在投资、工期及施工方面更具优势。     

土坝运行年限对坝坡稳定的影响

大坝运行一定年限后,坝体受到各种外界条件影响使得筑坝材料各种力学参数产生变化,直接影响大坝边坡稳定,导致滑坡甚至渍坝。该文以宁南县竹寿水库为例,采用毕肖普法计算坝坡稳定安全系数,对比分析了大坝运行12年前后筑坝材料各种物理力学参数变化对坝坡安全稳定性的影响,证实了土石坝的筑坝材料参数值随运行时间增加而产生的变化,从而对坝体边坡的抗滑安全稳定性造成影响,也说明了水库大坝需要定期进行安全鉴定评价的重要性。     

大滩口水库坝前淤泥面加坝技术初探

以大滩口水库坝前淤泥面上利用加坝自重形成堆载,对水库淤积层进行预压固结为例,针对库区淤积物这类饱和软土具有高压缩性、高灵敏度、高流变性和低强度、低渗透系数的工程特性,借助堆载预压地基处理计算理论,进行坝前淤泥面上加固设计,探求加固机理,制定加荷计划,为类似工程设计及安全施工起到了重要的指导作用。     

石门坎拱坝坝踵底缝稳定性分析

随着拱坝高度的不断增加,坝体厚度不断减小,高拱坝坝踵破坏成为工程中非常棘手的问题。人们通过设置坝踵底缝来降低坝踵最大拉应力。但是设置底缝后,坝踵和底缝尖端部位是否稳定需要验证,目前人们对坝踵底缝稳定性判断主要采用断裂力学法,本文采用Drucker-Prage准则对坝踵和底缝尖端材料屈服性进行判断,同时对底缝的张开度进行分析。