沙牌高拱坝碾压混凝土的热学性能试验研究

根据沙牌水电站高拱坝碾压混凝土的技术要求，结合工程实际，对大坝混凝土及所用材料的热学性能进行了全面的试验研究，为大坝的温控防裂设计提供了依据。     

高拱坝强地震作用下损伤破坏分析

结合混凝土静动态试验，根据连续损伤力学中能量等效原理和有效应力概念，建立了能反映混凝土动态情况下多轴弹塑性损伤破坏模型，破坏准则中考虑了多轴损伤变量和应变率的影响。用于有限元数值模拟，对强地震作用下（峰值地震加速度为0.5575g）某高拱坝动力响应进行了数值模拟，获得地震全过程拱坝拉损伤、压损伤、总体损伤模式和应变率响应；分析结果表明了大坝的破损趋势，同时可看出导致大坝破损的主要原因是混凝土的拉伸损伤；并且得到大坝不同部位有着明显不同的率响应，将很大程度上影响坝体混凝土不同程度的动态性能；结果显示大坝在经历强震作用后总体损伤不大，借助损伤力学评价大坝经历强震后的安全性较好，但坝体存在抗震薄弱部位，设计和施工中应注意采取措施处理；同时坝体地震破损发展过程表明了大坝的破坏趋势，和该拱坝模型试验的破损情况比较一致。本文工作可为类似体型拱坝动力灾变过程分析和判断提供参考。     

二滩拱坝混凝土外加剂评述

结合二滩工程大坝混凝土配合比试验，较为详细地阐述了二滩拱坝混凝土外加剂的货源、性能特点；掺高效减水剂和引气剂后混凝土的性能、工程实际应用情况；掺高效减水剂和引气剂后的综合效益，可为今后高拱坝的设计与施工提供参考资料。     

高拱坝抗震动力分析和安全评价

地震荷载作用下大坝动力响应及其抗震安全问题对建于高烈度地震区的高拱坝往往成为工程设计的控制性关键问题，结合现行的《水工建筑物抗震设计规范》(SL203—1997)，综述了高拱坝的抗震设防标准、动力分析方法、大坝混凝土的动态抗力以及抗震安全评价的基本原则、规定和方法及其适用范围，介绍了当前高拱坝抗震研究中包括计入坝区实际地质地形条件、地震动能量向无限远域逸散的所谓地基辐射阻尼影响、坝体伸缩横缝非线性以及坝体全级配混凝土动态特性方面所取得的最新研究进展，就今后高拱坝抗震设计中应重点研究解决的几个问题提出了建议。     

破碎岩体上混凝土重力拱坝的设计要点分析

由于巴基斯坦高摩赞大坝坝址地质条件复杂,岩体破碎,天然条件下不满足修建混凝土坝的地基条件。以现场勘查和试验为基础,采用大范围大深度的固结灌浆处理方案。结合生产性灌浆试验,采用声波测试结合承压板载荷试验,验证固结灌浆对提高坝基变形模量的效果,并采用固结灌浆处理后的岩体物理力学参数对大坝进行了有限元分析。在多方论证的基础上,经过对大坝体型和结构的精心设计,在十分破碎的岩体条件下,成功建成了133 m高的混凝土重力拱坝。研究成果为国外混凝土重力拱坝的设计提供参考。     

高拱坝开裂危险性分析

根据国内外各类混凝土试件的试验结果,总结归纳了各类不同受力状态下,混凝土真实强度的差异,并据此提出了一套简单实用的高拱坝开裂危险性分析方法。该方法可直接利用线弹性有限元或拱梁分载法等多种数值方法的三向应力计算结果,结合应力比和大坝混凝土强度,通过查图算法,直接求解拱坝结构任意一点的点安全度,从而预测拱坝相应部位的开裂危险性。二滩拱坝下游裂缝的算例表明,当考虑大坝混凝土三轴效应后,拱坝-坝肩整体点安全度要小于基于单轴强度模型的大坝点安全度,拱坝下游拉压应力组合导致区域结构强度降低是混凝土产生裂缝的内因,在温度荷载、地质条件等外部因素的联合作用下,最终导致了拱坝的开裂。     

低热水泥在乌东德大坝工程上的全面应用

从乌东德大坝的结构特征、低热水泥的性能特点及低热水泥混凝土的性能特征、温控措施及效果、坝体接缝灌浆条件、实施及效果、裂缝普查等各方面进行了阐述。由于低热水泥混凝土全面用于高拱坝混凝土施工，在国内水电站大坝工程中尚属首次，对于低热混凝土的强度发展规律、温控规律以及接缝灌浆规律等没有经验可以参考，加之拱肩槽开挖坡度较陡，积极探索有效的低热混凝土应用方面的一些规律，对拱坝施工过程中采取的温控措施及大坝防裂、接缝灌浆顺利实施都具有重要的意义。     

锦屏一级高拱坝施工关键技术

锦屏一级水电站大坝为目前世界最高拱坝,是我国总体设计和施工难度最大的高拱坝工程,其施工中解决了复杂地质条件高边坡施工、高拱坝混凝土骨料选择与供应、高拱坝混凝土高强度快速施工与温度控制、复杂地基处理施工等关键技术难题,保证了大坝的顺利建成,推动了我国高拱坝建设技术进步。     

强地震作用下高拱坝的破坏分析

结合混凝土静动态试验,根据连续损伤力学中能量等效原理和有效应力概念,建立了能反映混凝土动态情况下多轴弹塑性损伤破坏模型,该模型考虑了多轴损伤变量和应变率的影响。采用本文模型对强地震作用下(峰值地震加速度为0.557 5g)大岗山拱坝动力响应进行了数值模拟,获得地震全过程拱坝拉损伤、压损伤、总体损伤模式和应变率响应。分析表明,大坝破损的主要原因是由于混凝土的拉伸作用,所得到的大坝破坏模式和模型试验结果一致;大坝不同部位有着明显不同的率响应,其将很大程度上影响坝体混凝土的动态性能。借助损伤力学理论评价了大坝强震后的安全性,结果显示大坝在经历强震作用后总体损伤不大,但坝体存在抗震薄弱部位,设计和施工中应注意采取措施处理。     

锦屏一级拱坝混凝土全级配与湿筛试验分析

水工大坝混凝土力学特性试验迄今仍采用湿筛成型小尺寸试件进行,而湿筛试验过程中往往剔除大于40 mm大骨料,造成试验结果无法真实反映实际大坝混凝土的性能指标。结合锦屏一级高拱坝混凝土强度测试要求,开展其单轴抗压、单轴抗拉、极限拉伸及弹性模量等指标的全级配试验,并与湿筛试验进行对比。结果表明:在尺寸效应和骨料湿筛效应的影响下,大骨料混凝土全级配试件28 d以上龄期的强度和变形均比湿筛小骨料试件相应龄期的强度和变形小。     

拱坝-坝肩整体动力稳定性的离心模型试验

采用离心模型试验方法研究拱坝-坝肩系统的动力抗滑稳定,以及拱坝在动力荷载作用下的破坏机理。采用以脆性材料制作的模型拱坝进行离心模型动力试验,测定模型拱坝在谐波荷载作用下的动力反应,得到了结构从完整到破坏的全过程,揭示了模型拱坝的动力反应特性和破坏机理。试验结果同时表明,离心模型动力试验对于研究拱坝-坝肩系统的静、动力稳定是一种有效的手段。     

基于能量指标的结构形式最优控制设计

将结构形式视为变化的控制变量,按照结构在安全性和经济性、整体和局部等方面的要求,建立基于能量指标的结构形式最优控制模型。以柱体自由扭转时的最佳单连域横截面问题为例,说明了控制模型的理论求解方法,通过变分法得到的解析解与圣维南所给的一般性结论一致。又以高拱坝体型的静力、动力设计为例。说明了控制模型的数值求解。将拱坝结构的允许形式限定为抛物线、双曲线、椭圆、一般二次曲线、三心圆和对数螺旋线6种坝型分别进行计算,发现坝型为一般二次曲线时得到的控制体型在坝体体积和静力特征响应、动力特征响应上最小,相对于初始体型不仅大幅降低了应力,而且体现了较好的经济性,说明了基于能量响应的性能指标不仅有效而且具有综合的多目标特征。     

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。     

二滩拱坝混凝土设计及试验研究

二滩水电站混凝土双曲拱坝，坝高２４０ｍ，是我国已建和在建的第一高坝。根据拱坝应力状况，仿真试验试件尺寸，二向、三向轴受力状况混凝土的力学变形特性，建立了相应的方程式。二滩拱坝混凝土强度设计龄期为１８０ｄ，抗渗标号不小于Ｓ１２，抗冻标号选用Ｄ２００，胶材用量不超过２００ｋｇ／ｍ３，也不少于１７０ｋｇ／ｍ３，粉煤灰掺量控制在３０％以内，Ａ、Ｂ、Ｃ三区混凝土强度分别采用３５、３０、２５ＭＰａ。经试验和复核，大坝混凝土强度的安全系数是完全足够的。     

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。     

地震危险性分析和地震动输入机制研究

结合溪洛渡,小湾等水电工程,研究300m级高拱坝抗震设计中的基础性问题：场址地震危险性分析中不确定性因素的影响分析,重大工程设定地震的确定,设计地震运输入机制等,建立了中国水利水电强震记录数据库,首次将地理信息系统（GIS）高新技术用于水库诱发地震危险性预测分析。本专题成果成大型高拱坝工程的抗震设计提供了一套更合理,具有实用价值的科学方法。     

高拱坝抗震设计研究进展

本文概述了高拱坝抗震面临的关键技术问题和国内外的研究动态，简要介绍了近年来我国各有关单位结合小湾、溪洛渡等工程对高拱坝抗震进行攻关研究的目标和思路，以及当前研究的进展。内容包括拱坝体系作为宫续介质的地震反应和坝肩抗稳定方法及其在小湾拱坝工程中的实际应用，拱坝整体和有缝模型的动力试验；拱坝体系作为离散介质的地震及反应和坝肩抗震稳定分析方法；厚淤砂时坝面动压影响；以及拱坝随机震动场作用下的反应分析。     

万家口子水电站泄洪消能布置优化研究

云南万家口子水电站大坝坝址河谷狭窄,泄洪能量大,水头高,泄洪消能难度大。文章结合模型试验,通过对表、中孔泄流建筑物体型参数进行优化设计,使各孔水流在跌落下降过程中先扩散后碰撞,有效地减小了下泄水流进入水垫塘的动水压力,降低了水垫塘内消能压力,保证大坝和消能建筑物的安全。     

锦屏一级水电站工程主要技术创新实践

锦屏一级水电站是雅砻江干流下游河段的控制性梯级电站,其双曲拱坝坝高305 m,为已建世界第一高拱坝。工程区山高坡陡、地质条件复杂,工程建设面临高山峡谷区特高拱坝施工布置、复杂地质条件下高陡边坡稳定与处治、复杂地质条件坝基与抗力体处理、特高拱坝高性能混凝土及原材料、特高水头大流量窄河谷泄洪消能与强雾雨防治、特高拱坝优质快速施工、极低强度应力比高地应力条件下大型厂房洞室群围岩大变形控制等前所未有的技术挑战。这些问题通过建设各方的努力成功地得到解决。介绍了锦屏一级水电站工程建设的关键技术和创新性解决方案,以期为今后类似工程问题的解决提供技术借鉴,促进水电工程特高拱坝建设技术发展。