杨房沟拱坝的动力响应分析

强震区的杨房沟拱坝的抗震安全问题为众多研究者所关注。本文用拉格朗日不连续变形分析（LDDA）模拟拱坝横缝,采用黏弹性边界作为吸能边界来模拟无限地基辐射阻尼,建立了拱坝地震自由场输入模型,进行了杨房沟拱坝动力响应分析,对辐射阻尼和拱坝横缝对坝体应力的影响、拱坝横缝在地震作用下的张开情况以及坝体静动综合应力进行了分析,得出了如下结论,考虑坝体横缝张开和地基辐射阻尼效应影响后,杨房沟拱坝的地震动力响应明显降低,大坝横缝张开度最大为6mm,在横缝止水可允许的变形范围之内,在进一步优化大坝体型基础上,杨房沟拱坝在设计地震作用下的抗震安全是可以保证的。     

结构缝对高碾压混凝土拱坝抗震性能的影响分析

研究横缝和诱导缝的共同作用对高碾压混凝土（ＲＣＣ）拱坝抗震性能的影响具有一定价值。首 先,采用混凝土损伤塑性模型模拟坝体材料,用黏性（Ｃｏｈｅｓｉｖｅ）单元模拟结构缝,分析计算了同时设置横 缝和诱导缝的试验模型,并将计算结果和试验结果进行比较,发现数值计算结果与试验结果十分相近, 说明所采用的模拟方法具有一定的合理性。并将此模拟方法应用到沙牌拱坝原型上,通过动力加载分 析,得到横缝和诱导缝的先后张开释放了坝体拱向应力,对提高坝体抗震性能有一定的积极影响。     

杨房沟高拱坝防震抗震设计研究

杨房沟混凝土双曲拱坝最大坝高155 m,坝址所处地区地震烈度相对较大,为此,除了按DL5073—2000《水工建筑物抗震设计规范》的原则、方法和要求进行常规抗震分析外,同时还考虑坝址地形地质条件、计入地基辐射阻尼和横缝张开影响的三维非线性有限元法对大坝及基础进行动力分析,综合分析评价了大坝的抗震性能与抗震安全性。研究结果表明,杨房沟高拱坝在设计地震和校核地震作用下,坝体应力状况较好,坝体横缝最大张开度不会破坏横缝止水设施,满足设计要求。采取的抗震措施能够进一步提高拱坝的整体性和抗震性,杨房沟高拱坝的抗震安全是可以保证的。     

普定碾压混凝土拱坝防裂结构设计

碾压混凝土拱坝一般是通仓全断面薄层碾压、连续施工，如何防止碾压混凝土拱坝裂缝产生或限制裂缝产生的位置并对其进行处理，是碾压混凝土拱坝设计的一个关键问题。设置横缝及灌浆系统是普通拱坝防裂的成熟技术。普定碾压混凝土拱坝采用“诱导缝”形成坝体横缝并设置相应的灌浆系统，用于坝体的防裂。诱导缝是靠自身承受放大的拉应力而成缝的，因此，诱导缝必须布置在拉应力较大的部位。普定碾压混凝上拱坝布置２条诱导缝，具体采用双向间断的结构型式，用预制混凝土块形成。缝内埋设两套灌浆系统，供出现裂缝时灌浆使用。试验分析及蓄水运行表明，普定碾压混凝土拱坝设置诱导缝的位置和数量是合理的，对改善坝体应力和预防裂缝起了重要作用。     

强震作用下小湾拱坝横缝变形控制研究

在已有研究成果的基础上，以世界上第一高拱坝——292m高的小湾拱坝为工程背景，研究了横缝配筋的控制措施和高拱坝强震横缝变形控制的原则和分析方法，提出了考虑钢筋与坝体混凝土相互作用的横缝配筋三维动力非线性数值模型，对设计地震作用下的小湾拱坝进行了三维动力非线性分析，论证了该控制措施的有效性和可行性，并据此对小湾拱坝横缝配筋的布置进行了探讨，以期为高拱坝的强震控制提供有益的参考。     

考虑横缝接触耦合坝体材料非线性下的拱坝损伤开裂分析

考虑拱坝横缝非线性接触在地震荷载下所呈现的张合特征,耦合坝体混凝土材料在地震动拉-压循环荷载作用下应力-应变呈现的非线性软化特征,综合研究了多因素影响下的高拱坝损伤开裂情况。研究结果表明:在施加超强地震荷载作用后,试验设计条件下张合效应最为突出的是拱坝中缝;同时随着地震峰值加速度的增大,坝体损伤加剧并导致横缝的张合出现一定的残余开度;在0.6 g地震峰值加速度工况下,坝体出现贯穿裂缝且主要位于拱坝的中上部。     

SK手刮聚脲在潘家口大坝上游面缺陷修补及防渗处理中的应用

采用防渗性SK手刮聚脲对潘家口大坝上游面混凝土水平施工冷缝、横缝及竖直裂缝导致冬季漏水严重的老化病害部位进行处理,处理效果明显,起到了止水防渗的作用,该材料不仅与混凝土粘接牢固,而且以柔性防渗处理技术来实现了防裂变形、防渗目标,处理效果明显,在混凝土大坝缺陷与防渗中有着广泛的应用前景。     

结构缝对高碾压混凝土拱坝地震破坏机理影响的试验研究

为探究结构缝的存在对碾压混凝土拱坝地震破坏机理的影响,在地震模拟系统上进行了拱坝模型动力破坏试验。模型的建立基于弹性力-重力准则,不考虑库水以及坝体-地基相互作用。采用一种新型压电传感器测量模型内部的动态应力,并主动监测模型内部微裂纹的发生和发展过程。横缝的模拟考虑了键槽的影响,诱导缝的模拟基于断裂力学理论。选择模型基频对应的谐波逐级加载来研究拱坝在地震动超载作用下的反应。试验表明,拱坝顶拱的端部与拱冠的破坏均较严重,试验中横缝与诱导缝的先后张开分别释放了拱向端部应力与冠部应力,从而引导了裂纹开裂方向,减轻坝体破坏。通过实际震害与物理模拟的对比验证了试验结果的可靠性,显示本文的物理模拟技术有助于研究结构缝对拱坝地震破坏机理和最终失效模式的影响,可为碾压混凝土拱坝的抗震设计提供科学依据。     

绿塘整体浇筑堆石混凝土拱坝施工期温度仿真研究

【目的】绿塘大坝是一座不分横缝、整体浇筑的堆石混凝土拱坝,旨在解决坝体分缝过多而带来的施工干扰大、速度慢以及堆石率低等问题。为深入探究这种新拱坝型式的温度场分布特征与应力变化规律,得到堆石混凝土坝体不分缝或少分缝的理论依据,【方法】基于实测资料开展有限元温度仿真计算,考虑上游防渗层及预制混凝土块模板、混凝土水化反应及弹性模量增长、徐变等,采用结构多场仿真与非线性分析软件SAPTIS模拟整体浇筑拱坝的分层拱圈浇筑全过程,并分析坝体温度场与应力分布规律。【结果】结果显示：绿塘大坝施工期的混凝土水化温升较低,约3～10℃,部分高温月份浇筑的混凝土温升后能达到38.6℃;施工期拱向拉应力普遍小于0.8 MPa,仅上游自密实混凝土防渗层的局部应力达到1.5 MPa,预制混凝土块模板起到辅助吸热和力学约束作用;横缝对拱坝上游面的应力改善较为明显。【结论】结果表明,堆石混凝土拱坝采用不分横缝、全断面整体上升浇筑的型式是可行的,但建议上游防渗层设置短缝和高温季节采取合适的温控措施,该坝型对促进快速筑坝技术发展具有重要意义。     

高拱坝的动力非线性分析

强地震时，高拱坝中上部因动力放大效应而成为抗震薄弱部位，各项段间的伸缩横缝难以承受较大的拱向拉应力而开裂，拱坝不能现视为整体结构而作线弹性分析。为此，以三维非线性接缝单元模拟坝体分缝，采用基于动态子结构理论的非线性动力分析方法，分析研究伸缩横缝对高拱坝地震反应的影响。研究表明，强烈地震时伸缩横缝反复张合引起显著的坝体应力重分布，大大减少开裂区附近的拱向拉应力而使坝体中部下游面的梁向拉应力有一定增加     

高拱坝抗震安全性能评价指标探讨

随着拱坝建设高度和设防烈度的不断提高,传统的强度评价指标已无法满足抗震安全评价的需求。针对300 m级高拱坝的抗震安全评估,建立了考虑坝体横缝接触非线性、坝体混凝土材料非线性以及坝基岩体断层、夹层非线性的有限元模型,采用地震动逐级加载,分析了拱坝的横缝开度、坝顶变形以及坝体损伤随着地震动强度的变化规律。分析表明:尽管在地震动强度很大的情况下坝体中上部损伤程度很大,但坝顶位移、横缝张开度等响应随地震动强度的变化并没有表现出明显的突变现象,并不适宜作为坝体抗震安全的评定指标和监测指标;相比而言,坝体损伤体积的变化随着地震动强度的增加出现突变,反映了坝体整体的破坏状态,可以作为拱坝抗震安全的评价指标;今后需要解决坝体变形、横缝开度等与坝体、坝基损伤之间的相关性关系。     

强震区高拱坝跨横缝钢筋的局部变形分析

从宏观意义上，已有研究表明，跨横缝布置钢筋可有效地控制横缝开度，增强高拱坝在强震作用下的整体性。但钢筋与混凝土之间的局部变形特性将直接影响跨缝钢筋的控制效果。以小湾拱坝为工程背景，在已有宏观研究成果的基础上，对跨缝钢筋与周围混凝土的粘结滑移特性以及三维非线性变形特性进行了研究，研究结果论证了横缝配筋抗震措施的可行性，为这一抗震措施的初步设计和工程应用提供了有价值的参考。     

地基辐射阻尼对高拱坝非线性地震反应的影响

本文建立了一种拱坝-地基-库水系统地震反应分析的非线性有限元模型,可以同时考虑无限地基的辐射阻尼、坝体混凝土损伤开裂非线性和坝体横缝非线性等影响高拱坝地震反应的关键因素。利用所建立的有限元模型,以我国拟建的大岗山高拱坝为例,分析研究了地基辐射阻尼对坝体混凝土损伤开裂和坝体横缝开度的影响。结果表明,地基辐射阻尼可以明显减小强地震荷载作用下,坝体中上部的损伤开裂程度和坝体横缝的最大张开度,并改变其分布规律。     

汶川地震中沙牌拱坝震情验证研究

本文针对汶川地震中沙牌拱坝的抗震表现,从推求坝址地震复原波、测定坝体混凝土材料实际强度两个方面力求使地震反应分析中的计算条件接近汶川地震中沙牌拱坝的实际情况,并在计算分析中通过调整拱坝接缝的初始强度取值,比对沙牌拱坝在汶川地震震后调查所体现的震损情况以推断震时实际的缝面强度。计算分析与实际抗震表现均验证了沙牌拱坝-地基体系具有较高的实际抗震能力,依据沙牌拱坝抗震表现分析了高拱坝体系较高抗震潜能的主要来源,说明遵照我国抗震规范精心设计施工的高拱坝—地基体系具有较大的抗震潜能。     

特构斯河山口引水枢纽的引水防沙设计及试验研究

通过特克斯河口引水枢纽的试验研究，解决了常遇洪水低水位运行时河流两岸的引水问题，优化了水平县板特结构形式，收到了较好的引水防沙效果，为县板分层式引水枢纽工程设计提供了新经验。     

拱坝有缝坝体-坝基系统的非线性抗震分析

本文将坝体和坝肩裂隙岩体作为允许局部开裂和大变形的非线性连续体，用动态接触单元模型进行概化模拟，对小湾高拱坝坝体-坝基系统在高水位运行期遇设计地震荷载作用时的动力反应进行了非线性数值计算，研究了横缝对坝体应力、变形的影响，并对坝肩裂隙岩体的抗震稳定进行了分析评价，数值分析表明：横缝对拱坝坝体的应力和变形影响显著，坝肩潜在滑面的开裂和滑移导致坝体应力增大，坝体的抗震安全性降低，但在运行期高水位遇设计地震荷载时坝体和坝肩裂隙岩体整体稳定。     

混凝土面板坝表面喷涂聚脲防护试验研究

面板堆石坝混凝土防渗面板属于薄型结构,为了防止面板因裂缝渗漏、提高混凝土的耐久性,有必要在面板表面增加一层有效的防护层。本文提出了面板表面增设防护材料的基本要求,选择了喷涂聚脲弹性体涂膜对面板进行防护。针对混凝土面板坝的运行特点,对聚脲进行了抗弯曲、抗渗、抗冻、氙灯人工气候老化及湿热老化等项目的室内试验,在十三陵抽水蓄能电站上库混凝土面板进行了现场试验,并进行了三年多的跟踪检查和测试。研究结果表明,在混凝土面板表面喷涂聚脲涂膜的防护效果很好,值得推广应用。