混凝土面板堆石坝坝坡可靠度随坝高变化规律及其安全系数标准探讨

针对混凝土面板堆石坝的坝坡稳定可靠度和安全系数标准问题,首先分析了坝坡稳定可靠度与安全系数之间的关系,然后通过理论分析和数值计算揭示了围压对堆石抗剪强度随机性的影响和面板堆石坝坝坡稳定可靠度随坝高变化的规律,最后根据等可靠度原则,探讨了200 m以上面板堆石坝的坝坡稳定安全系数标准问题。结果表明,由于堆石内摩擦角的随机性随坝高增大,即使保持安全系数不变,面板堆石坝的坝坡稳定可靠度也会随坝高增加而降低。对于坝高200 m以上的面板堆石坝,从等可靠度原则出发,针对不同筑坝材料按坝高分级设置安全系数标准较为合理。     

方溪面板坝面板缺陷渗流特性及静动力稳定性数值模拟研究

针对目前面板缺陷下的面板坝渗流特性及静动力稳定性研究较少的问题,以方溪面板坝为例,利用Geo-studio软件建立了面板及缺陷有限元计算模型,数值模拟了不同缺陷情况及不同库水位情况下的面板坝动静力渗透稳定性,得到了坝体内部浸润线变化及坝体上下游的静动力安全系数变化规律。计算结果表明,缺陷的产生使面板处出现了渗漏通道,较完整面板来说大大抬升了面板坝内部的浸润线,主要浸润线抬升部位在靠近面板处,在下游坝坡处浸润线区别则较小;缺陷尺寸越大且缺陷高程越高,浸润线的高程越高,坝体渗漏量越大,但缺陷尺寸的影响小于缺陷高程的影响;上游坝坡的静力安全系数整体上随库水位的升高而上升,下游坝坡则相反。库水位水平高于缺陷高程时,缺陷高程越高,缺陷尺寸越大,安全系数则越低,同时上游坝坡的静力安全系数大于下游坝坡的静力安全系数;缺陷面板遇上地震工况时,上下游坝坡整体安全系数明显下降,下游坝坡在部分工况下处于失稳状态。研究成果对于面板坝灾害防治有一定积极意义。     

沥青混凝土心墙坝下游坝体分区及排水优化方法研究

阳江抽水蓄能下水库为沥青混凝土心墙坝,下游坝壳区拟部分使用全强风化料,以达到减少弃渣并节省工程投资的目的。为了优化心墙下游侧坝体分区及排水方案,本文主要探讨坝体分区及排水原则,采用有限元计算分析及参数敏感性分析进行下游坝体分区及排水优化研究。计算结果表明：下水库沥青混凝土心墙坝下游坝壳区可使用全强风化料,全强风化料下部设置下游堆石排水体;当大坝上下游边坡坡度为1:2.50时,该坝体分区断面在各种水位及地震组合下计算出的下游坝坡最小稳定安全系数满足规范要求;下游堆石料排水体厚度建议设置成5.9m,以便将心墙渗过来的水及时排走。     

不同面板缺陷下面板堆石坝渗透稳定性数值模拟研究

为研究不同面板缺陷联合库水位变动(库水位高程、库水位骤降速率、缺陷高程、缺陷尺寸)对面板堆石坝渗透稳定性的影响,以浙江省临海市某面板堆石坝为例,利用岩土软件Geostudio的Seep/w与Slope/w模块对含不同缺陷及不同库水位情况下的面板堆石坝进行了有限元分析,得到了渗漏量、面板后浸润线高程及上下游坝坡的安全系数变化规律。计算结果表明,库水位高程越高,面板坝坝后浸润线高程越高,坝体的渗漏量越大,上游坝坡安全系数越大,下游坝坡安全系数越小;当库水位高程低于缺陷高程时,完整面板坝与含缺陷面板坝的渗透稳定特性一致,当库水位高程大于缺陷高程时,库水位水平越高,面板坝后的浸润线高程越高,同时渗漏量也越大;库水位骤降下面板坝内部浸润线呈现先疏后密的规律,在库水位骤降经过缺陷高程时,坝体内部浸润线有个突然下降的过程;一旦面板发生缺陷,面板坝后的浸润线及渗漏量会出现较大的增长,安全系数下降幅度也较大,缺陷高程越高,面板坝后浸润线高程及渗漏量越大,安全系数也越小;缺陷尺寸越大,面板后的浸润线高程及渗漏量也越大,安全系数越小,但变化幅度较小,同时,上游坝坡的安全系数整体上要大于下游坝坡。     

基于大变形理论的高土石坝坝坡稳定分析

在考虑筑坝材料弹塑性变形即材料非线性和强度折减技术的基础上,引入考虑几何非线性理论更新的拉格朗日方法,对拟建的糯扎渡高土石坝上下游坝坡进行了抗震稳定分析,并将求得的坝坡临界安全系数、塑性区的发展过程与采用小变形理论计算结果进行对比。计算结果表明:运用大变形理论计算坝坡临界安全系数比用小变形理论约增加3%。     

土工格栅加筋对高土石坝坝坡地震稳定性影响研究

以300m级双江口心墙堆石坝为研究对象,采用有限元动力时程稳定与变形分析方法,研究了高土石坝顶部1/5坝高范围内采用土工格栅加筋措施对坝坡动力稳定与变形的影响。结果表明,采用土工格栅加筋措施后,增强了高土石坝坝顶区堆石体的整体稳定性,坝坡最危险滑弧深度增加,有效提高了坝坡安全系数;土工格栅加筋方案明显抑制了坝坡滑动位移,最小安全系数对应滑弧的累积滑动量减小。随着输入地震动峰值增加,土工格栅加筋方案对坝坡动力稳定贡献越大。     

库水位+降雨条件下四方井粘土心墙坝坝坡渗透稳定可靠度分析

针对粘土心墙坝坝坡稳定仅局限于确定性分析,考虑到尚缺乏研究坝体材料空间变异性的问题,以四方井水库粘土心墙坝为例,对库水位联合降雨工况下的坝坡渗透稳定性进行数值模拟,同时基于Monte-Carlo法分析了可靠度规律。结果表明,单纯的库水位骤降监测点孔压随时间呈单调下降趋势,库水位骤降速率越大,孔压下降速率越快。降雨联合库水位工况在降雨时刻孔压有一个突升的过程;库水位骤降情况下安全系数随库水位下降呈先下降后上升最终保持不变,库水位骤降速率越大,最小安全系数越小,出现的时间亦越早;不同类型降雨工况安全系数在降雨过程中有一个突降的过程,最终安全系数回升至初始值,其中后峰型降雨安全系数降幅最大,前锋型降雨安全系数降幅最小;降雨发生在库水位骤降后期最为危险,最小安全系数也越小;库水位骤降情况平均失效概率约为30%,不同类型降雨条件下平均失效概率基本小于10%,降雨发生在库水位骤降不同时刻下失效概率平均约为60%。对降雨发生在库水位后期的情况应加强监测,防止坝坡失稳灾害的发生。     

库水位变动及降雨共同作用下心墙坝坝坡稳定性研究

为研究库水位变动和降雨共同作用对心墙坝上下游坝坡稳定性的影响,考虑渗流场和应力场的耦合作用,基于非饱和渗流原理,考虑不同降雨强度、不同降雨类型（4种）及不同库水位升降速率,对心墙坝遭遇库水位变动和降雨时的渗流和坝坡稳定性情况进行有限元模拟。结果表明,水位变动速率主要影响上下游坝坡安全系数趋于稳定的时间;降雨类型和降雨强度是影响心墙坝下游坝坡安全系数的主要因素,但对上游坝坡的安全系数变化影响较小;在下游坝坡安全系数〖JP2〗趋于稳定时,各降雨类型的安全系数大小为前锋型≥中锋型＞〖JP〗平均型＞后锋型;无论是水位上升阶段还是水位下降阶段,降雨都会降低下游坝坡的安全系数。该研究结果为心墙坝遭遇极端工况条件时进行风险分析和应急管理提供了参考依据。     

玉堂水库主坝坝坡稳定分析

结合玉堂水库主坝震后边坡稳定计算的实例分析了病险水库在不同工况下的坝坡稳定安全系数,指出了水库运行中的最不利工况并提出了相应的工程处理措施,对类似均质土坝的除险加固有一定的借鉴作用。     

海马箐水库粘土心墙堆石坝渗流稳定有限元分析

为同时考虑粘土心墙堆石坝渗流场和应力场耦合作用,以海马箐水库工程粘土心墙堆石坝为例,采用有限单元法计算了正常蓄水位时坝体位移、应力特性及渗流时坝体边坡稳定性。结果表明,大坝在正常蓄水位下不会出现渗透破坏,心墙坝的应力〖CD1〗应变符合一般规律,坝体的应力和变形性态基本良好;在稳定渗流作用下,上、下游坝坡稳定,抗滑稳定安全系数均满足规范要求。     

太平湾大坝扬压力超限原因及抗滑稳定分析

针对太平湾大坝坝基扬压力超限较为突出的问题,结合坝基地质构造、地基处理和扬压力观测系统历次改造情况,综合分析了坝基扬压力超限的原因,并对超限坝段坝基抗滑稳定性进行了研究。结果表明,坝基岩石力学参数不理想所带来的先天性不足是扬压力超限的根本原因,坝基排水不畅和渗漏通道封堵不严是造成扬压力居高不下的主要因素,扬压力在设计工况下大坝偏于安全,但在特殊工况下(如七度地震荷载)坝基安全得不到有效保证,应提高警惕并进一步控制和降低扬压力系数,从而确保大坝安全。     

溢流重力坝拟定剖面尺寸的若干问题

溢流重力坝是最广泛采用的坝型之一。为了减少坝体工程量，加大流量系数，本文就ＷＥＳ剖面曲线形式，挑流消能在不同挑角下坝高Ｐ１／Ｈ与挑距Ｌ／Ｈ的关系，以及面流和底流消能的堰面尺寸进行了讨论。介绍了用迭代法求解收缩断面水深，以便确定底流消能的有关尺寸。此外，还介绍了遇有完整基岩和软弱结构面时齿墙尺寸的确定。     

基于时间序列法的高拱坝强度安全裕度分析评价模型及应用

为定量分析高拱坝坝体及坝基强度安全裕度,以时间序列法为理论基础,根据应力计及应变计的监测数据系列计算出坝体及坝基的实测应力,利用实测应力与容许应力的差值和标准应力的比值构建强度安全裕度场,建立了高拱坝坝体及坝基强度安全裕度分析评价模型。通过对监测数据的分析计算,实时反馈拱坝坝体及坝基强度安全裕度水平,并对强度安全裕度进行了二步预测,通过对比预测值与实测值,验证了模型的有效性。     

池潭大坝坝基渗流异常成因解析

针对池潭大坝6^#～8^#坝段坝基出现扬压力测孔水位较高、6^#坝段坝基渗漏量较大等异常情况，根据坝基渗流实测资料，应用有关的数学模型对异常情况进行了定量和定性的分析，解析了异常情况的成因，对相应坝段渗流性态进行了评价。     

横缝灌浆对向家坝岸坡反拱坝段工作特性影响研究

为明确横缝灌浆对采用反拱形式布置的重力坝坝体工作性态的影响,采用三维有限元方法分析了向家坝岸坡反拱坝段在单独温度作用下的变形和应力。结果显示,横缝灌浆对坝体变形和坝踵应力变化规律影响显著;在单坝段满足稳定条件下横缝不宜灌浆。     

基于元胞自动机的土石坝溃决模拟

基于元胞自动机理论,结合土石坝实际状况,模拟了导致土石坝溃决的主要要素,建立了土石坝溃决演化模型,并以大洼水库为例,采用该模型模拟了漫顶溃决和渗流破坏引起的土石坝溃决。结果表明,模拟结果与现场试验结果吻合较好。     

石门拱坝坝踵裂缝的探讨

本文通过石门拱坝坝踵裂缝实测资料的分析,证明了坝踵存在裂缝的发展;借助基岩应力和坝基渗漏的变化过程,说明了裂缝局部存在于8~#～11~#坝体混凝土与基岩交界面,裂缝的季节性开合,使得坝基扬压力渗漏随之陡升,构成拱坝稳定的不利因素;提出了坝基未设帷幕坝段补设帷幕的可能性,加强坝踵裂缝的监测,为大坝安全运行提供必要的措施和依据.     

黄土高原淤地坝工程建设监理有关问题探讨

黄土高原淤地坝工程建设监理部门责任重大,监理难度大是淤地坝监理的主要特点,加强思想建设和程序完善,注重试验是主要的监理方法。     

土石坝施工模拟中填筑层数的选取

鉴于土石坝施工仿真中分层填筑层数对坝体沉降的影响很大,选取不同高度的土石坝,将同一土石坝分成不同层数填筑,并采用有限单元法模拟施工过程,通过选择不同筑坝材料及地基材料,对比分析了采用不同填筑层数时坝体施工完成后的最大沉降值及最大沉降发生的部位,从而对填筑层数的选取给出建议,即中低高度的土石坝分15~20层填筑、高坝分25~30层填筑比较合适。     

面板坝大坝观测资料统计分析

基于土石坝沉降产生机理，提出具有较高精度的沉降统计模型，分析研究了混凝土面板应力和挠度的影响因素，建立了相应的统计模型，工程实例运用表明：所建模型形式简洁、参数确定方便，具有较高的计算精度。