坝肩以外溢洪道宽度对拱坝安全影响分析研究

拱坝大多采用坝顶及坝身泄水孔的形式泄洪,然而由于受到地形地质条件所限,很多拱坝在坝肩开凿岩体形成溢洪道,这样势必会导致坝肩受力不对称,进而影响坝肩稳定。本文基于有限单元法,利用ANSYS软件对拱坝坝肩以外开凿溢洪道对坝体安全影响进行分析研究,为其他的实际工程提供一种理论参考。     

复杂地基加固处理前后拱坝结构特性对比分析

为了分析建在复杂地基上的高拱坝在水库蓄水后坝体工作性态受坝肩断层、裂隙等地质缺陷的影响程度,采用结构模型试验及有限元计算方法,对某高拱坝1 760 m典型高程拱圈开展研究,对比分析拱坝在坝肩软弱结构面加固处理前后的结构特性。结构模型试验结果表明:在天然坝基条件下,受坝肩软弱结构面较发育以及两岸地形地质条件不对称等因素影响,拱坝的应力与变位值较大,其分布特征存在明显不对称的特点。采用以混凝土置换为主的措施进行加固处理,并对处理前后的拱坝应力、变位情况进行对比分析,有限元计算结果表明:在左岸布置混凝土垫座以及对软弱结构面进行混凝土置换,可有效提高坝肩岩体的承载力和抗变形能力,同时可调整拱坝体型、改善坝体受力状态,使拱圈应力与变位值减小,左右对称性得到明显改善,具有良好的加固效果。     

沙牌高碾压混凝土拱坝的超载与开裂特性

沙牌拱坝是已建的世界级高碾压混凝土拱坝,该文结合地形地质条件、体形及结构分缝型式,采用非线性有限元法研究了沙牌拱坝坝体的超载与开裂特性,为坝体结构设计和安全运行提供依据。     

U形宽河谷典型拱坝坝体抗剪安全分析研究

我国缺少合理的拱坝坝体抗剪安全控制准则。由于实际工程地形地质条件不一，难以对比分析，故参照实际工程自拟坝高、河谷条件不同的U形宽河谷典型拱坝，模拟坝体超载破坏，对比超载安全度。结果表明，坝高越高、宽高比越大、河谷越偏于U形，考虑剪切破坏的超载安全度就越低。考虑横缝、施工层面、开裂面强度折减后，部分案例超载安全度低于现行规范基于拉压强度控制的期望值。建立截面抗剪安全系数与规范期望安全度的关联，得出针对不同坝高、河谷条件的坝体拱/梁截面抗剪安全系数控制值。检验坡甲、白莲崖两座拱坝，坡甲未达到抗剪安全控制值要求，白莲崖满足要求，结论与工程经验判断相符。     

隔河岩重力拱坝不同封拱方案的比较

隔河岩拱坝位于清江“Z”形折曲峡谷河段,坝顶高程206m,坝底高程55m。坝址河谷为“U”形;高程110～120m以下河谷岸坡陡立,以上河谷开阔,右陡左缓,两岸明显不对称。坝址区为灰岩,地质条件复杂,断裂构造多,岩溶发育,坝基内存在较多软弱夹层。两岸地质条件也不对称,左岸变形模量明显低于右岸。 由于站址地形、地质条件的限制,为改善坝体应力和坝肩稳定性,选用上部为重力坝,下部为重力拱坝的三心单曲重力拱坝,并借鉴日本黑部川第四双曲重力拱坝的成功经验,采用倾斜     

白鹤滩水电站特高拱坝设计关键技术研究

白鹤滩坝址两岸地形地质条件不对称,坝基中下部出露特殊的柱状节理玄武岩,断层、层间层内错动带发育,岸坡卸荷发育强,坝址地震烈度高。针对复杂的工程地质条件和高标准建设要求,白鹤滩拱坝设计研究围绕坝址坝线选择、不对称拱坝、坝基处理、建基面防松弛变形、高坝抗震、坝体温控防裂等关键技术难题,开展了大量的专题研究及技术攻关,取得了丰硕的成果,保障了工程顺利建设。     

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。     

慈利县青年水电站拱坝加高的特点

慈利县青年水电站挡水建筑物为浆砌石拱坝,由于受到地形、地质条件限制,按原设计单曲拱坝体型加高,难以保证大坝安全,采用变圆心、变半径的双曲拱坝体型加高坝体,达到调整拱坝应力分布,提高拱座的整体抗滑稳定性的目标,使该工程得以续建,扩大工程效益。     

超强地震作用下拱坝的损伤开裂分析

本文根据混凝土抗拉软化特性,基于混凝土塑性损伤模型,分析了大岗山双曲拱坝在超强地震荷载作用下的损伤开裂。研究采用非线性有限元的精细网格,考虑横缝非线性效应,应用时域方法分析了高拱坝在超强地震作用下的开裂形式以及损伤随着地震时程的发展情况。研究表明,拱坝在0.56g(PGA)超强地震荷载下坝体中上部梁向损伤指数达到0.9,拱坝该部位可能发生损伤开裂。同时由于损伤使坝体刚度下降导致坝顶位移与横缝开度显著增大,如横缝开度最大由16.2mm增大到36.8mm,因此需要考虑采取坝体抗震加强措施。     

大岗山拱坝整体稳定性数值分析

大岗山水电站坝址区地形地质条件复杂、地震烈度高,整体稳定性控制难度大。基于大岗山拱坝的地质条件及基础加固处理措施,采用三维非线性有限元法,对正常工况下的坝体位移、应力和超载能力进行了计算分析,并使用超载法研究了大坝结构的整体稳定性。研究结果与国内其它高拱坝工程的对比分析表明,大岗山拱坝的整体稳定性较高,设计措施可行。     

小湾拱坝坝肩稳定平面地质力学模型试验研究

小湾水电站是澜沧江中下游河段梯级开发的“龙头”水库,大坝为292 m高的双曲拱坝,坝址具备修建高拱坝的优越地形条件,但地质条件较为复杂。针对小湾拱坝1210 m高程坝肩的地形地质条件,对坝肩未进行加固处理方案,采用地质力学模型试验方法,抓住影响坝肩稳定的主要因素,利用超载法进行破坏试验研究,分析坝体及坝肩变形分布特征,探讨坝肩失稳的破坏过程、破坏形态和破坏机理,确定坝肩超载稳定安全度。     

长沙坝坝体裂缝及不对称变形原因分析

针对长沙坝坝体开裂、坝体应力及坝肩稳定不满足规范要求、坝体变形不对称等问题,结合除险加固设计,对坝体裂缝及不对称变形原因进行了分析和探讨.提出了原坝顶施工温度偏高、温度荷载及左右坝肩地质条件差异是引起坝体变形不对称的主要原因.在采取坝肩加固、裂缝灌浆、坝体(上游面或下游面)加固等综合处理措施后,坝体应力满足规范要求,坝体不对称变形可得到明显改善.     

混凝土拱坝坝踵张开、不对称变形性态分析

拱坝坝踵混凝土与基岩之间的结合状况,以及接触面附近基岩内裂隙的闭合状况,直接关系到拱坝渗流和结构的安全,工程实例和分析表明,宽谷拱坝坝踵比较容易出现张开现象,避免水位和温度的不利组合,对防止坝踵张开具有重要作用。拱坝切向不对称变形趋势是判断拱坝整体工作状况是否正常的重要依据,若不对称变形呈发散型增大变化,很可能坝体、坝基已遭受损坏,需引起高度重视,应结合其它监测信息综合评判,采取必要措施,防止灾害性事故发生。     

高碾压混凝土拱坝损伤振动响应特性

高碾压混凝土坝泄洪时,坝体的振动特征是反映其是否安全运行的重要指标。为探明高碾压混凝土坝的损伤振动响应特性,基于理论分析和数值模拟方法,以坝体典型裂缝和碾压成层结构为损伤性结构指标,对无损伤坝体、裂缝损伤坝体、成层损伤坝体和双损伤坝体的流激振动响应规律进行了对比分析。结果表明:碾压成层强度越低、碾压厚度越大、碾压层数越多,拱坝的流激振动响应越大。针对碾压成层和裂缝损伤建立4种不同的损伤模型,进行动力响应计算,得出:碾压成层结构以及裂缝结构,都会使得拱冠梁以及坝肩部位和损伤部位的动力响应增大;并且当同时存在2种损伤时,2种损伤还将相互影响,使得坝身的动位移进一步增大,对坝身安全最为不利。     

非对称河谷双曲拱坝的特点

在拱坝设计中由于受地形和地质条件的影响，常遇到拱坝可利用基础两岸不对称的情况，响水电站拱坝设计则在这种河谷中采用非对称布置。通过该拱坝设计，本文分析提出一些非对称河谷拱坝的特点，对其它工程设计具有实际意义。     

大庙水利枢纽坝线和坝型比较

大庙水利枢纽坝址位于陡峻“V型”河谷中,两岸基岩出露,根据河谷的形状特征和地形、地质条件,进行坝型方案布置和技术经济比较,最终选择上坝线砼双曲拱坝方案.     

牛头山双曲拱坝整体稳定三维非线性有限元仿真分析

牛头山水电站双曲拱坝设计坝高108m,其坝址河谷呈V形,有良好的建坝条件,但基础左坝肩、右坝肩均存在断层和深部裂隙等地质缺陷,成为工程的隐患。本文利用三维非线性有限元法对坝体及基础进行数值模拟分析,考虑各种地质缺陷及其组合对坝体及基础应力位移的影响,找到最不利的因素,并利用超载分析寻求大坝的极限荷载和破坏机理,为如何对牛头山双曲拱坝左、右坝肩基础进行处理提供可靠根据。     

锦潭水电站设计中的几个关键问题

锦潭水电站所在位置河谷狭窄,坝址地形地质条件复杂,存在拱坝布置选择余地小、体形优化设计约束条件多、坝肩开挖设计与坝基处理难度高等关键问题.为克服上述难题,在设计中采取了在设计地形和实际地形有差异情况下进行体形调整、设置放空底孔、重视坝体横缝附近的混凝土质量等主要技术措施,并总结了设计过程中的经验教训,总体来说,锦潭水电站设计取得了较好的效果.     

高碾压混凝土拱坝结构分缝及材料特性研究

高碾压混凝土拱坝结构分缝及材料特性研究是国家“九五”重点科技攻关计划的专题。依托目前世界上在建的最高的沙版碾压混凝土拱坝工程,研究解决坝体温度应力大,如何优化坝体结构分裂方案和提高筑坝材料的抗裂能力等问题。通过对诱导缝设置理论和方法的研究,全过程仿真温度计算分析,坝体开裂的机制和破坏形态探讨,重复灌浆技术和预埋冷却水管的温控措施研究,以及混凝土材料和配合比的优选等系统的攻关,为优质高速建成沙牌高碾压混凝土拱坝创造了条件,为推广应用于其他工程,形成100m以上高碾压混凝土拱坝的成套建设技术,保持我国碾压混凝土筑坝技术在世界上的领先地位作出了贡献。     

浅议宽谷拱坝的优化设计

在工程实际设计经验的基础上,从加大拱坝底部厚度、加大中上部拱圈刚度、拱坝前倾及设 置底缝或周边缝等方面提出了解决坝踵应力过大的措施,并分析了各种措施的优劣及效果,总结了优 化宽谷拱坝体形的设计要点。由于宽谷拱坝坝段多,其出现质量问题的机会就多,积累起来对拱坝安 全运行不利,因此应重视对宽谷拱坝地质条件、体形设计、温度控制、施工质量等各个环节和因素的 把控。在设计工作中,根据实际情况采取不同的宽谷拱坝体形优化措施,可以达到控制坝踵应力的目 的,满足设计安全性及经济性要求。