高碾压混凝土拱坝整体稳定安全评估与工程类比研究

为分析高碾压混凝土拱坝的整体安全性,综合模拟主要断层、软弱夹层、裂隙、岩体材料分区以及坝体结构特征,建立拱坝整体稳定三维有限元模型。采用非线性有限元法分析正常运行条件下拱坝-地基的整体工作性态;在此基础上采用水容重超载法,计算拱坝的极限承载能力。结果表明,正常运行条件下,拱坝整体稳定性较好;通过对水容重安全系数进行工程类比,该拱坝具有较高的超载安全系数,处于拱坝工程的中等偏上水平。     

应用无单元法近似计算拱坝开裂

本文针对拱坝开裂分析的难题，结合拱坝的受力特点，利用无单元法便于追踪结构开裂的特点，提出了一种拱坝三维开裂分析的近似方法，该方法将拱坝沿拱向分段，各段内分别布置无单元法节点并单独计算开裂，将各段通过界面耦合成拱坝整体以形成整体平衡方程。在实例计算中，本文用有限元的计算结果估算出了拱冠坝段的侧向约束刚度，并对某拱坝的拱冠梁坝段进行了开裂追踪计算，估算出了该拱坝沿拱冠坝基面的破坏深度，结果表明，无单元法近似计算拱坝开裂方便而实用。     

拱坝的多拱梁非线性分析

多拱梁法和有限元法是目前拱坝设计的两种基本方法，我们建立了一套比较完整的拱坝非线性多拱梁法和程序，首次把Ｓａｅｎｚ非线性应力应变关系引用到多拱梁法中，提出了拱与梁开裂后失效角的概念和计算方法，还提出了拱坝沿建基面滑动的整体失稳的计算方法，此时，可以考虑混凝土开裂、破坏，沿建基面滑动，分期施工，分期蓄水，以及逐步施加增量荷载，直到找坝整体失稳，从而求得拱坝的整体安全系数。     

SSOR-PCG方法在高拱坝整体大规模弹塑性有限元分析中的应用

我国目前设计和在建高拱坝地质情况复杂，因此需要对高拱坝进行专门研究，高拱坝整体行大规模弹塑性有限元分析是其方法之一。本文在岩土材料常用的D-P准则本构积分特性的基础上，利用其不用形成弹塑性刚度矩阵的特点，将对称超松弛预处理共轭梯度法(SSOR-PCG)应用于高拱坝整体大规模弹塑性分析。两个数值实例验证了SSOR-PCG方法用于弹塑性有限元计算的正确性和可行性。工程实例表明SSOR-PCG方法适宜应用于在个人计算机上对高拱坝整体大规模弹塑性有限元分析，满足计算速度和计算规模的要求。     

设缝高拱坝的整体安全度和破坏机理研究

为探讨设缝拱坝的整体安全度和可能的破坏形式及破坏机理，对坝体混凝土、缝和坝基材料采用了不同的非线性材料模型，并用增大水容重和降低坝基交界面或缝面材料强度储备两种方法对未设缝高拱坝、设部分周边缝高拱坝和底缝高拱坝的破坏形式、过程进行研究。结果表明，三种坝型的整体安全度由大到小的顺序为：未设缝拱坝、部分周边缝拱坝和底缝拱坝；破坏均是从坝体与垫座交界面上游侧开裂开始，向下游扩展，最终下游侧为屈服破坏。拱冠上、下游侧附近首先出现屈服，然后向下、向左右两侧扩展。底缝拱坝在垫座内的开裂最为严重。     

构皮滩水电站混凝土拱坝设计

构皮滩水电站拱坝的坝高达232．5m，坝基地质条件复杂，坝身孔口多、规模大，拱坝规模和技术难度均超出现行拱坝设计规范的控制。通过借鉴国内外高拱坝设计经验和最新研究成果，采用多种分析方法和模型试验，结合工程类比，对构皮滩水电站拱坝体形、应力、坝肩稳定、整体安全度、抗震和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。     

非整体拱坝结构分析研究

本文介绍了二种不同的接缝模型，并用以模拟拱坝横缝，进行了非整体拱坝有限元分析.分析结果表明：计算中考虑分期施工，对拱坝应力有明显影响；拱坝中的横缝虽经压力灌浆并设置键槽，仍有可能拉裂或剪坏，引起坝体内应力重分布，从而改变拱坝整体应力状态，同时横缝的影响与坝体的厚度和气候条件有关，因此应进行非整体拱坝的非线性分析.文中还分析了灌浆质量对坝体应力的影响，计算结果表明，只要浆体灌进了接缝，浆体质量对坝体应力和变形的影响是很小的.本文最后还对二种不同的接缝模型进行了比较，二者计算结果基本相同.     

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。     

普定碾压混凝土拱坝整体碾压温控技术研究

普定碾压混凝土拱坝是目前世界上第３座也是最高的碾压混凝土拱坝。由于基础约束较强，，拱坝的温度应力非常复杂，用数值计算了普定水库水温用三维有限元法计算了拱坝的准稳定温度场；根据施工实际情况和边界条件，用三维有限元法对普定碾压混凝土拱坝大仓面整体压的温度及温度应力进行了仿真计算，首次提示了碾压混凝土拱坝温度和温度应力的分布规律，论证了普定拱坝设置诱导缝的必要性、合理性；有关普定碾压混凝土拱坝度讯情况下     

坝基措施对高拱坝抗震性能影响的比较研究

拱坝拟建场址的河谷地形、地质条件通常很复杂，坝基处理对于改善拱坝受力状态具有很重要的作用。针对白鹤滩拱坝采取不同的坝基措施(无垫座和扩大基础、设置坝肩垫座、扩大基础),对比分析了在设计地震动下，拱坝位移、横缝开度以及坝体损伤等响应随着地震动强度增大的变化规律。结果表明，采取扩大基础和垫座对于拱坝地震动抗震性能是有利的，坝肩垫座对拱坝整体地震动响应及损伤破坏的影响不大，扩大基础影响较大。     

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。     

整体浇筑堆石混凝土拱坝拱梁分载法分析研究

贵州省遵义市地处气候温和地区,为了充分发挥堆石混凝土拱坝的优势,在取消振捣/碾压和冷却水管温控措施的基础上,简化坝体构造与施工、加快施工进度,在保障工程建设质量和安全的前提下,提出了不分横缝,整体浇筑的堆石混凝土拱坝。本文针对绿塘、龙洞湾、沙千和风光4座整体浇筑堆石混凝土拱坝,采用拱梁分载法进行应力分析,对拱圈封拱温度的选取,自重荷载处理方式,坝体与地基材料参数对拱坝应力的影响等开展研究,对4座拱坝的安全性进行论证,建议了辅助温控措施,并提出了整体浇筑堆石混凝土拱坝拱梁分载法应力复核方法及其控制标准:应根据拱坝实际浇筑温度估算拱坝每个拱圈的计算封拱温度,参照混凝土拱坝设计对坝体与地基材料参数进行取值,采用拱梁分载法进行拱坝应力复核,相应的允许应力标准初步可按照1.5～2.0MPa控制。本文提出的分析方法除可以应用于整体浇筑堆石混凝土拱坝以外,对整体浇筑的碾压混凝土拱坝和砌石拱坝也有重要参考价值。     

小湾拱坝诱导底缝的三维有限元分析

根据小湾水电站拱坝虚设结构诱导缝的实际工程要求，采用三维有限元和子模型方法分析研究坝踵处的应力、应变和变形特征，分析研究了设缝对拱坝整体结构的影响。研究结果表明，设缝后拱坝整体刚度略有降低，但对拱坝整体安全性影响很小；诱导缝位于拉应力区，可以起到释放拉应力的作用，可改善坝踵应力状态，综合考虑施工因素，设缝是合适的；蓄水后诱导缝处于张开状态，须确保止水可靠，以防水力劈裂；缝端廊道周边存在拉应力，局部己超过混凝土的抗拉强度，应加强配筋以限制裂缝开展；设缝高程处坝体有效截面减小，抗剪能力略有降低，但不致出现剪切破坏。     

坝美拱坝外掺MgO混凝土不分横缝新技术的工程实践

坝美拱坝位于广东省乳源县北江二级支流大潭河的上游，坝高53．0m，坝型为抛物线双曲拱坝，采用了外掺MgO混凝土不分横缝快速筑拱坝新技术，大坝混凝土浇筑仅用了5个月时间，目前水库己下闸蓄水，较常规拱坝技术提前了约一年的工期，效益显。该筑坝新技术是通过利用特制MgO的延迟微膨胀特性，补偿整体浇筑拱坝混凝土的收缩和温降产生的变形，改善其应力状况，从而实现了通仓、连续、不分横缝快速浇筑拱坝，是对传统筑拱坝技术的重大创新。本拟简要介绍坝美拱坝外掺MgO混凝土不分横缝新技术的工程实践经验，并对该新型筑拱坝技术的关键技术问题进行初步探讨。     

设缝高拱坝的破坏机理研究

对设周边缝，底缝高拱坝的破坏机理进行了阐述，采用增大水重度和降低坝基交界面或缝面材料强度储备两种方法；对未设缝高拱坝，设部分周边缝高拱坝和底缝高拱坝的破坏形式。破坏过程进行研究，寻找设缝拱坝的可能破坏形式和破坏机理，研究结果表明，三种坝型的整体安全度由大到小的顺序为未设缝拱坝，部分周边缝拱坝和底缝拱坝，破坏均是从坝体与垫座交界面上游侧开始开裂，向下游扩展，最终下游侧屈服破坏。     

我国碾压混凝土筑坝技术的新发展（续完）

我国碾压混凝土筑坝技术的新发展（续完）沈崇刚（中国水利水电科学研究院，北京，１０００４４）３碾压混凝土拱坝的设计由于碾压混凝土拱坝结构是整体工作的，所以如何保证在碾压完的拱坝中处理好横缝成为关键问题。我国目前已建成３座碾压混凝土拱坝，在建１座，设计中...     

杨房沟水电站拱坝-基础整体地质力学模型试验研究

随着试验技术的发展,地质力学模型试验已成为研究高拱坝整体稳定性和安全度的重要方法。依据相似理论,按照1∶200比例建立杨房沟水电站整体三维地质力学模型,模拟拱坝-基础及两岸主要的断层、节理裂隙及风化卸荷等地质条件,采用水压超载法进行破坏试验研究,分析拱坝、基础及两岸坝肩抗力体的应力、变形和稳定安全度,研究拱坝-基础整体稳定性、失稳破坏过程及超载能力,并与国内同类高拱坝研究成果进行对比分析,综合评价杨房沟拱坝-基础整体稳定安全度。研究结果表明,拱坝起裂安全度K1=2.5~3.0,非线性开始安全度K2=4.0~6.0,整体稳定极限安全度K3=11.0。可见,杨房沟水电站拱坝-基础整体稳定性较高。     

牛头山双曲拱坝整体稳定三维地质力学模型试验研究

介绍了牛头山双曲拱坝三维地质力学模型试验，包括模型设计、模型制作、加荷和量测等。试验给出了拱坝在正常蓄水位荷载作用下的位移场，测出了坝体、坝肩、断层出露处以及坝基内部断层各部位的位移，揭示了拱坝坝体和基础失稳前位移和裂缝发展的全过程及其破坏机理。对试验数据的综合分析，可以评价边坡的稳定性，并得到拱坝的整体安全度。     

拱坝的整体安全度及控制标准初探

本文基于复杂地基上混凝土拱坝的三维非线性有限元分析,提出了拱坝整体安全度的概念;并结合二滩拱坝的超载分析,探讨了高拱坝整体安全度的控制标准。     

某混凝土高拱坝整体安全度评估

某混凝土双曲拱坝坝型和地质条件较为复杂,需要开展拱坝结构特性研究,为此,就拱坝在基本荷载组合和特殊荷载组合下的应力、稳定状态、影响坝体应力变形状态因素的敏感性和拱坝的超载安全度等进行分析,并采用三维非线性有限元超载法对拱坝-地基系统的整体安全性进行研究,确定了系统的整体超载安全度。