白鹤滩水电站高拱坝抗震措施设计研究

白鹤滩水电站拦河坝为椭圆线型混凝土双曲拱坝,最大坝高289m。工程场址区的地震基本烈度为Ⅷ度,基岩水平地震动峰值加速度为451gal,设计地震水平加速度达406gal,校核地震水平加速度高达481gal,同时坝基地质条件复杂,两岸地形不对称,坝身孔口多,其抗震措施设计难度较大。通过在设计过程中进行的大量抗震措施研究,提出了包括“设置垫座与扩大基础结构、配置坝面抗震钢筋、加强基础锚固与灌浆处理、软弱结构面置换处理”等综合的抗震措施。     

高拱坝抗震与减震研究的若干问题

对于混凝土坝这种大体积结构，减震技术研究相对薄弱，坝内设缝是一种减震措施．通过对地震动输入机制、坝基动力相互作用和高拱坝内经向结构缝的张合效应的研究表明，拱坝中结构缝的张合运动改变坝内的动应力分布，经过优化设计，有目的地设置永久结构缝或薄弱连接续来预先调整遭遇地震时坝内地震动能量的分布，改善坝内动应力条件，可达到防御强地震的目的．     

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。     

东庄拱坝基础加固措施效果分析

拱坝基础加固是保证坝肩稳定和拱坝安全的重要工程措施,以东庄拱坝坝基加固措施为研究对象,系统模拟坝肩岩体中断层、夹泥裂隙、宽大裂隙和相应的加固措施,采用弹塑性本构对其坝基加固效果进行了有限元分析。计算结果表明：基础加固措施对坝体位移和应力的最大值影响很小,但在一定程度上使坝体以及建基面的屈服区减小,改善了坝体受力;基础加固措施对拱坝坝体的塑性区影响不大,但是基础加固后建基面屈服区明显减小,基础加固措施明显改善了坝基的受力状态,基础加固措施对于断层f5和夹泥裂隙Rnj3的屈服区体积影响相对较小,对于宽大裂隙L22的屈服区体积影响较为显著。东庄拱坝基础加固措施改善了坝体和坝基受力、提高了坝基的稳定性。     

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。     

当前混凝土高拱坝抗震研究中的几个问题

综述能对坝基、坝身与库水综合分析的简单实用方法,合理的高拱坝抗震安全评价准则,混凝土材料强度的动力特性,坝址河谷地震动的输入模型,抗震工程措施等高拱坝抗震研究中亟待解决的问题和难点.在分析高拱坝抗震研究最新进展的基础上,提出进一步完善用动力分析技术研究坝、水、地基综合系统的地震响应、更新抗震设防理念、建立不均匀地震动模型、加强抗震工程措施的有效性研究等建议.     

某拱坝基础垫座方案优化研究

修建在深V河谷中的拱坝,由于坝址河道极为狭窄导致坝体底部无法成拱,通常采用设置垫座的方式来提高拱坝的稳定性。选取垫座弹性模量与坝体弹性模量比K_1、垫座高度与总坝高比K_2、垫座厚度与坝体底部厚度比K_3为参数,采用有限元法对比分析不同方案下拱坝坝肩、坝踵、坝趾及垫座底面处的应力。结果表明:坝体应力与垫座材料、形状等因素有关,最优方案为K_1取2. 5,K_2取0. 3,K_3取1. 5。     

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。     

锦屏一级水电站高拱坝大垫座对大坝应力应变及稳定性的影响研究

对锦屏一级水电站高拱坝的特大垫座（高155m）采用非线性有限元法对设置垫座与无垫座2种方案从坝肩位移、应力、坝肩稳定性3个方面进行对比分析,讨论了加固前后应力分布和位移的变化情况以及超载破坏模式,并评价了垫座加固的效果。计算结果表明,对该大坝左坝肩1730—1885m高程范围内设置垫座后,不仅有效置换了Ⅳ2、Ⅴ1级岩体,而且显著改善了左坝肩刚度,提高了拱坝坝肩位移对称性,降低了坝体的主应力值和坝肩的位移,提高了坝肩的承载能力及大坝的安全稳定性。     

考虑辐射阻尼的拱坝随机振动分析

本文基于有限元-边界元-无限边界元耦合的时域模型，提出了结合随机振动虚拟激励法的拱坝-地基动力相互作用分析模型，并用蒙特卡罗法对模型进行了验证。对某拱坝的计算结果表明，辐射阻尼对拱坝随机动力响应有显著影响，结果同时表明，地震动的随机性对于拱坝动力响应的影响明显，用有限的几条确定性地震动时程输入不能全面反映地震动的随机性。     

对拱坝设计中一些问题的认识

本文就拱坝设计中的30°夹角,应力、刚度和稳定协调,坝基变形模量确定,坝肩稳定计算,地震动参数确定和三维运用等方面阐述了认识和看法。     

高拱坝抗震性能评价指标研究

随着高海拔、高寒、高烈度地震区水电工程的建设,基于强度的拱坝抗震安全评价标准已无法满足工程实践的需要。本文采用非线性数值分析模型对拱坝进行了地震动IDA(逐步动力增量分析)研究,提出了评价大坝抗震安全性新指标,即:坝体损伤体积比和坝面损伤面积比;结合实际工程分析了地震峰值加速度与坝体位移、坝体损伤体积比和坝面损伤面积比之间的关系。结果表明,相比于已有的拱坝抗震性能评价指标,所提出的坝体损伤体积比和坝面损伤面积比指标,可以更清晰地反映出不同强度地震动作用下的拱坝损伤变化趋势和抗震承载能力,更适合作为评价拱坝抗震性能的指标。     

垫座弹性模量对拱坝坝体应力及位移的影响

为了了解不同垫座的弹性模量对坝体应力和位移的影响,以某带垫座混凝土双曲拱坝为例,将垫座选取5种计算方案,采用有限元分析软件ABAQUS分析了5种方案下拱坝对垫座弹性模量的响应特性。结果表明,选取合理的垫座弹性模量能够有效防止坝体产生过大的拉应力造成坝体开裂,同时对坝体的稳定性削弱较小。并通过不同垫座弹性模量方案应力变位特征的对比分析,得到了某混凝土双曲拱坝合理的垫座弹性模量值。     

盖下坝水电站拱坝人工垫座优化设计

盖下坝水电站坝址河谷为狭窄的"V"形河谷,为此在拱坝坝基河谷设置了人工垫座.技施设计阶段根据实际开挖揭露的岩面线和岩石情况,对垫座结构尺寸及开挖形式作了适当调整.采用有限元法和刚体极限平衡法对垫座稳定及应力进行分析,结构调整后垫座的稳定和应力满足规范要求,对坝体应力没有不利影响.     

英吉里水电站拱坝及坝基现状

英吉里水电站拱坝及坝基现状Ｂ．Ｕ．勃隆什捷因主题词拱坝，坝基，安全监测，运行可靠性，英古里水电站英古里水电站系英古里河Ｈ座梯级电站，除英古里水电站（拦河坝引水式水电站厂房）外，还包括佩列帕德水电站一级（坝后式水电站）和佩列帕德二级、三级、四级等几座属...     

沙牌水电站拱坝基础处理研究

针对沙牌拱坝特有的工程和水文地质情况及坝基应力特点，采用数值分析和模型试验等手段，通过技术经济比较论证，设计出包括河床RCC垫座、混凝土置换处理、接触灌浆、固结灌浆、防渗帷幕和排水系统等基础处理方案，其可行性和合理性已在实践中得到验证。     

拱坝应力分析——有垫座的拱冠梁法

以常用的拱冠梁法介绍加垫座拱坝的应力计算方法，提出了坝体与垫座接触处的处理方法，重点介绍了垫座的计算方法，另对不同底部垫座的使用也作了说明。     

浙江仙居拱坝拱座稳定不利结构面的处理

浙江省仙居水电站拱坝左岸坝头山体较雄厚,且软弱夹层出露的高程较高,故采用扩大基础的推力墩结构。右岸由于软弱夹层与陡倾角节理形成底裂面和侧裂面的组合,对坝基的抗滑稳定不利,采用开挖置换混凝土回填基础的处理方案,同时对软弱夹层采取混凝土洞塞处理。通过对影响拱座稳定的各滑裂面和临空面的分析研究,对于不同的不利结构面采取了相应的工程措施,既节省了开挖方量,又确保了拱座稳定。     

江口水电站拱坝工程地质条件研究

江口水电站位于复杂的岩溶地区，大坝为混凝土双曲拱坝，最大坝高139m，从1969年开始对坝址区的地形地貌，地层岩性，地质构造，岩溶水文地质条件，岩石（体）及软弱结构面的物理力学性质，岩体卸荷及内化等进行了详细的勘测研究，在此基础上对拱坝坝基，坝肩岩体进行工程地质分类，对坝基，坝肩抗滑和变形稳定条件，渗透稳定和防渗条件进行分析评价，并对坝基，拱座岩体地质缺陷提出处理建议。     

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。