柏叶口水库坝型方案比选及建筑物优化设计

柏叶口水库初步设计阶段,通过对混凝土面板堆石坝和碾压混凝土重力坝两种坝型方案进行比较分析,确定采用面板堆石坝型,并对主要建筑物布置进行了优化设计,为山西省混凝土面板堆石坝的高坝设计积累了经验。     

混凝土面板堆石坝

混凝土面板坝(CFRD)现在已作为一种适宜建造的坝型,在可行性研究中加以考虑。在50年代,早先抛石的混凝土面板堆石坝,高一些的由于遇到渗漏,限制了这种坝型的采用。自60年代有了辗压堆石之后,许多混凝土面板堆石坝包括高一些的已经建成,它的功能和经济性使混凝土面板堆石坝又成了一个主要的坝型。辗压堆石结合混凝土面板堆石坝的现代设计特点,提供了一个更加经济和安全的坝型。     

仙居县盂溪水库坝型此选及枢纽布置优化设计

从地形地质条件、安全管理、筑坝材料与挖填平衡、施工技术、环境影响、水土保持、投资等角度,综合分析对比钢筋混凝土面板堆石坝、碾压混凝土重力坝、面板堆石坝与砌石重力坝组合成的混合坝3种坝型的优势劣势,选定面板堆石坝为盂溪水库推荐坝型。基于工程投资等方面因素,对原岸边溢洪道的枢纽布置方案进行了优化设计,最终选定面板堆石坝及坝肩溢洪道的枢纽布置方案。     

中国修建混凝土面板堆石坝的经验

在80年代，由于国内水泥供应短缺，中国在几个地质条件复杂的坝址采用了混凝土面板堆石坝。自此以后，混凝土面板堆石坝作为一种费用低而效果好的优良坝型而被接受。目前在全国各地已建成9座混凝土面板堆石坝，中国在混凝土面板堆石坝的设计和施工方面已积累了丰富的经验。混凝土面板堆石坝，碾压混凝土坝和混凝土双曲薄拱坝因其有利特点和良好的运行特性，已被中国的坝工专家考虑为在未来的开发中最有发展前景的三种坝型。     

组合型混凝土面板堆石坝应力应变特性分析

组合型面板堆石坝是在下游底部设置混凝土坝与面板堆石坝形成的复合坝。以某150 m级面板坝工程为依托, 采用三维非线性有限元方法, 系统研究了组合型面板坝堆石坝体、混凝土坝以及防渗体系的应力应变特性。结果表明, 与常规面板堆石坝相比, 该组合坝型在堆石坝体变形方面虽没有显著改变, 但由于缩短了面板和垂直缝长度, 面板应力应变状况得到了有效改善, 且通过将混凝土坝坝顶宽度设置成大于趾板宽度, 可有效避免由高趾板引起的周边缝变位过大问题。目前200 m级高面板坝最突出问题是面板的结构性裂缝和挤压破坏, 而该组合坝型可以有效改善面板应力状态, 为超高面板坝的建设提供了新的思路。     

驮英水库坝型比较阶段的混凝土面板堆石坝设计

驮英水库拦河坝经混凝土面板堆石坝与碾压混凝土重力坝两种坝型的比选,推荐采用混凝土面板堆石坝坝型。根据地质地形情况对混凝土面板堆石坝、溢洪道、灌溉、发电系统等建筑物进行协调布置。结合坝料主要来源于料场和溢洪道开挖料的特点,对大坝进行了分区设计,并根据坝料室内试验及现场试验结果初步确定坝体填筑标准。     

白莲河堆石坝面板混凝土施工技术

面板混凝土堆石坝是目前我国水利水电工程中的主要坝型之一,该坝型的设计和施工技术已日渐成熟,但在堆石坝面板混凝土施工技术方面,如何进一步改进施工工艺,保证面板混凝土施工质量,仍一直是重点攻关的课题.为了确保白莲河堆石坝面板混凝土的施工质量,施工前就混凝土配合比、滑模机具及施工工艺进行了详细的研究,经过施工过程中对拌和站和施工现场的严格控制,白莲河面板混凝土施工质量良好.     

面板混凝土原材料及配合比设计研究

混凝土面板堆石坝以其独有的优越性，成为许多工程的首选坝型，而混凝土面板是面板坝施工成败的关键，本文以葛洲坝集团公司已经兴建的多座面板混凝土堆石坝为基础，详细介绍了混凝土面板原材料优选春施工配合比设计，供以后面板混凝土配合比设计参考。     

中梁一级水电站坝型比较与选择

在中梁一级水电站坝型比较与选择设计中,根据工程地质条件、运行条件、施工导流及度汛条件、施工技术与条件、工程投资等,拟定混凝土面板堆石坝和碾压混凝土重力坝两种坝型进行了比选,得出混凝土面板堆石坝方案具有较多优点,故推荐采用混凝土面板堆石坝方案。     

混凝土面板堆石坝堆石料开采爆破技术

混凝土面板堆石坝是较有发展前途的坝型。我国在建的天生桥一级水电站混凝土面板堆石坝坝高１７８米，是我国最高的混凝土面板堆石坝。这类坝的各层石料绝大多数采用爆破开采堆石料。堆石料的开采需遵循岩石破碎规律，作出正确的爆破设计。石料的开采有台阶爆破法和洞室爆破法两种。文中分析了洞室爆破和台阶爆破的优点及适用条件，介绍了各种先进的台阶爆破技术，总结了堆石料级配的预测和统计方法，提出了堆石料开采爆破的优化设计     

洮河九甸峡水利枢纽工程混凝土面板堆石坝设计

九甸峡水利枢纽工程混凝土面板堆石坝最大坝高136.5 m,坝址区地震烈度高,河谷狭窄,岸坡陡峻,河床分布深52～54 m、宽30～50 m左右的深厚覆盖层,为目前国内在深厚覆盖层修建的最高面板堆石坝.文中介绍了该混凝土面板堆石坝的布置、坝体分区、坝料设计、趾板结构、周边缝结构设计等,特别研究比较了河床深厚覆盖层平趾板处理措施和采取防渗墙截渗的结构特点,同时对于在覆盖层上修建高面板堆石坝进行了有益的探索.     

基于正交试验方法的双屈服面弹塑性模型参数敏感性分析

分析了面板坝堆石体双屈服面弹塑性模型的多个参数,采用正交试验方法结合有限元数值分析,进行了γ、φ0、Δφ、K、n、Rf、Cd、nd和Rd等9个参数的4水平正交试验设计,利用坝体某断面上两个节点的不同方向的位移值,经方差分析得到了模型各参数对坝体位移的敏感性。分析结果表明：K、n、nd、φ0、γ是模型中具有较强敏感性的参数,对坝体的位移起主要控制作用,而Δφ、Rf、Cd和Rd的敏感性较弱。     

巴西坎泼斯诺沃斯面板堆石坝的经验和教训

本文主要介绍了巴西坎泼斯诺沃斯面板堆石坝的设计、施工和运行情况。坎泼斯诺沃斯面板堆石坝坝高202m,是巴西目前最高的混凝土面板堆石坝。其设计和施工采用了目前混凝土面板堆石坝的新技术,不过,在大坝的运行过程中,也出现了混凝土面板挤压破坏和因库水位骤降所引起的上游面滑坡和面板断裂的问题。本文在全面介绍坎泼斯诺沃斯面板堆石坝工程特点的基础上,针对工程中出现的问题进行了分析讨论,同时,提出了200m级高混凝土面板堆石坝变形控制所应注意的一些问题。     

高面板堆石坝渗流控制关键技术问题探讨

国内外面板坝的建设发展迅速,但要兴建300m级左右的高面板堆石坝,有些技术问题尚需研究。根据国内3座坝和巴西的坎泼斯诺沃斯及其他几座坝的运行性状,从渗流控制的角度提出了高面板堆石坝当前需要研究的面板与垫层的脱开问题、垫层料的优化设计问题以及砂砾石面板坝的排水设计问题,并提出了相应的研究途径。     

改进Ｒｏｗｅ剪胀方程和南水模型在面板堆石坝中的应用

基于面板堆石坝筑坝材料大型三轴试验数据，研究了南水模型和Ｒｏｗｅ剪胀方程的参数求取方法与应用范围，发现南水模型对于堆石料拟合效果欠佳。采用改进的Ｒｏｗｅ剪胀方程替换南水模型中切线体积比的表述公式，克服了南水模型在拟合体积应变曲线时的一些缺陷。通过编制改进后南水模型的非线性有限元程序，将其应用于工程实例中以验证改进模型。结果表明:改进后的南水模型可以较好地模拟堆石材料剪胀剪缩性，堆石料沉降量较原模型更接近实测值，适用于面板堆石坝的应力变形分析。     

江坪河水电站高面板堆石坝变形特点及设计研究

在狭窄河谷采用超硬岩填筑高混凝土面板堆石坝坝体应力变形复杂,技术难度大。针对江坪河水电站大坝面板坝坝料、坝高和河谷狭窄的特点,为减小大坝变形和不均匀变形,从河谷形状、坝体填筑标准、坝体分区、碾压机具及碾压工艺、施工以及面板设计等几个方面进行了深入研究,提出一套适用于狭窄河谷高面板堆石坝的变形控制措施,可为狭窄河谷高混凝土面板堆石坝建设提供参考。     

Seepage simulation of high concrete-faced rockfill dams based on generalized equivalent continuum model

This research focused on the three-dimensional (3D) seepage field simulation of a high concrete-faced rockfill dam (CFRD) under complex hydraulic conditions. A generalized equivalent continuum model of fractured rock mass was used for equivalent continuous seepage field analysis based on the improved node virtual flow method. Using a high CFRD as an example, the generalized equivalent continuum range was determined, and a finite element model was established based on the terrain and geological conditions, as well as structural face characteristics of the dam area. The equivalent seepage coefficients of different material zones or positions in the dam foundation were calculated with the Snow model or inverse analysis. Then, the 3D seepage field in the dam area was calculated under the normal water storage conditions, and the corresponding water head distribution, seepage flow, seepage gradient, and seepage characteristics in the dam area were analyzed. The results show that the generalized equivalent continuum model can effectively simulate overall seepage patterns of the CFRD under complex hydraulic conditions and provide a reference for seepage analysis of similar CFRDs.     

三板溪面板堆石坝流变特性及面板脱空效应

为深入分析高面板堆石坝的空间流变特性及面板脱空现象,提出了基于接触面单元变形分析的面板脱空计算方法,基于FLAC3D平台二次开发了面板堆石坝三维静力和流变特性同步分析的计算程序,并对脱空算法和程序进行了验证。针对三板溪面板堆石坝变形及脱空问题,采用二次开发的程序分析了坝体变形的时空分布规律和面板脱空特性,得到了坝体变形空间分布,明确了面板脱空位置分布及脱空值。研究成果表明:坝体流变效应在空间上呈现出显著的不均匀分布特点,坝体流变效应将加剧面板的脱空程度,并有可能引起出现新的脱空区域。