高拱坝坝基固结灌浆效果综合检测分析

锦屏一级水电站大坝为混凝土双曲拱坝,最大坝高305m,为世界目前第一高拱坝。坝基开挖揭露及检测成果表明,建基岩体中分布有一定规模、性状很差的软弱结构带,且表面岩体卸荷松弛明显。为提高坝基软弱结构带的密实度及岩体变形模量,满足坝基变形稳定,以及弥补高应力区开挖卸荷引起的地应力释放造成的建基面岩体的松动、松弛和浅表层由于爆破震动对岩体造成的损伤等问题,需对建基面进行全面积的固结灌浆。综合检测目的是检测坝基固结灌浆质量,评价固结灌浆效果,复核灌后岩体是否达到设计的各种物理力学指标等。     

引汉济渭工程三河口水库拱坝坝基岩体质量特征与建基面优化选择

研究坝基岩体质量有助于合理选择建基面,为工程设计、施工和安全运行提供科学依据。以引汉济渭工程三河口水库拱坝坝基岩体为研究对象,通过对坝基开挖揭露的岩体重新进行勘探试验,利用勘探孔进行孔内电视、纵波波速及变形模量等测试工作,对坝基岩体风化特征、结构特征、变形模量与纵波波速关系等问题进行综合分析研究,特别是对坝基局部的断层破碎带及碎裂岩体能否利用等问题进行了具体分析,并对坝基岩体质量进行了工程地质分类,选出了符合实际的建基面,使大坝建基面高程由原来的501.0 m抬升至504.5 m,优化了坝基开挖深度,减少了坝基处理难度与混凝土浇筑量,缩短了工期,节约了工程投资。     

基于损伤本构关系的高拱坝安全度评价方法

基于损伤本构关系的非线性有限元能较为精确地模拟拱坝的实际工作性态,主要依据大坝的变形和应力分布及大小、损伤破坏情况等对坝体安全进行评价.但也存在一些问题,如以建基面相对损伤面积作为控制指标时,要先确定建基面的容许损伤范围.在介绍了损伤本构关系的基础上,提出了以大坝整体刚度不改变为基准的建基面容许相对损伤面积确定方法,为损伤本构关系用于高拱坝安全度评价的控制标准提供了一个新的思路,并以溪洛渡高拱坝为例进行了计算.     

拱坝优化时建基面岩体变模的合理选用

为了在拱坝优化设计过程中,能够合理地选用建基面岩体变形模量值,通过对各种不同高度拱坝,在不同基岩变模下进行优化设计,得出各高度拱坝最优方案合适基岩变模的大致取值及其变化规律,可供拱坝设计者参考。同时通过对同一拱坝在不同基岩变模下进行坝体应力分析,得出结论：拱坝优化设计时采用较低的基岩变模值,并不能保证坝体更安全;工程中...     

高拱坝坝肩软岩及结构面强度参数水岩耦合弱化效应试验研究

高拱坝工程蓄水运行后,坝肩坝基岩体中存在的软弱岩体及结构面在上千万吨的水荷载以及复杂的渗流场长期作用下易发生泥化、软化、湿化、流变等强度降低的力学行为,因此,需要开展软岩及结构面在应力场和渗流场耦合作用下弱化效应研究。本文结合锦屏一级高拱坝工程,现场采集该工程坝肩软岩和结构面岩样,制备相似试件,并通过拱坝运行环境特征分析确定试验条件,在MTS岩石力学测试系统上进行水岩耦合三轴压缩试验。结果表明,锦屏拱坝坝肩断层物质和软弱岩体的强度参数f、c具有显著的水压弱化效应,其中水压对黏聚力c的影响较大,对内摩擦系数f的影响相对较小,考虑两者的综合效应抗剪强度τ,则在10MPa正应力与3MPa水压的工程条件下,锦屏拱坝坝肩主要断层f2、f5、f13、f14、f18抗剪强度的平均弱化率约为25%,煌斑岩脉X等软弱岩体抗剪强度的平均弱化率约为40%。该定量的弱化试验成果为地质力学模型试验、数值计算等方法分析评价拱坝的稳定性提供重要的科学依据。     

中等地应力地区建基岩体卸荷松弛特征研究

高地应力地区的建基岩体卸荷松弛特征受到广泛关注,而中等地应力地区的建基岩体卸荷松弛特征及受控因素,国内外却鲜有报道。本文以大岗山水电站为例,揭示中等地应力地区建基岩体的卸荷松弛特征,这既是对西部水电工程中建基岩体卸荷松弛理论的补充,又为大岗山水电站建基岩体的后期工程处理提供科学依据,因此研究意义重大。在大岗山水电站地质背景条件的研究基础上,依靠现场调研和大量的钻探、物探、孔内摄像等测试手段,讨论了中等地应力地区坝基开挖后的卸荷松弛特征,包括表生卸荷松弛和内生卸荷松弛两类现象,总体表现为裂隙张开、岩体松动、整体松弛的特点,几乎无新生岩石破裂产生,具有典型的继生性特征。同时指出,中等地应力地区建基岩体的卸荷松弛特征受到岩体结构的控制性作用。     

拱坝的极限荷载

本文运用极限分析和数学规划方法,研究拱坝所能承担的极限荷载。坝肩岩体稳定通常被认为是拱坝安全的重要条件。本文所提出的分析计算将结合岩体稳定条件定量算出拱坝的极限荷载和安全系数。不仅考虑坝体极限强度,而且考虑坝肩岩体稳定的极限平衡条件。本文所述方法还有计算简单,短时间就能得出成果的特点。     

平硐综合物探在双曲拱坝坝肩深卸荷勘探中的应用

叶巴滩水电站为双曲拱坝水电站,坝区岩体结构复杂,坝高高,拱坝坝肩抗滑稳定性是关键的工程地质问题,位于坝肩50m以里的深卸荷岩体,在大坝的作用力下将形成滑动面,这对拱坝的稳定性构成了极大的威胁。为了划分出新鲜岩体中的深卸荷岩体,并圈定深卸荷岩体的空间展布,采用平硐声波、平硐地震波CT成像综合物探手段对坝肩深部卸荷岩体进行划分、圈定。结果表明,综合物探手段对划分深卸荷岩体、了解其空间分布效果显著。综合物探手段为拱坝坝肩抗滑稳定性研究提供了依据,也为整个拱坝设计及基础处理提供了科学指导。     

水电站坝基岩体质量分级研究

水电工程建设在可行性研究阶段、招标阶段及技施开挖阶段均需进行建基面选择,而坝基建基面选择是否合理不仅关系工程质量和安全,同时跟工程造价和工期息息相关。结合某可行性研究阶段水电工程,依据相关规范条文及规定,通过坝址区岩性、地质构造、风化、卸荷等地质条件的调查和分析,结合坝址钻孔岩芯RQD测量、吕荣值、钻孔声波等勘探方法,从而确定坝基岩体工程地质定性、定量分类原则,经各定量因素加权平均并参照类似工程调整后最终确定坝基岩体质量分级,提出坝基开挖深度及建基面,保证了工程质量的同时缩短了工期,取得了较好的综合效益。     

基于非线性有限元的高拱坝坝肩稳定性分析-研究生论坛

处于复杂地质条件下的拱坝,坝肩岩体稳定性问题是其发生事故的重要原因之一。某水电站拱坝右坝肩发育有靠近坝体的蚀变集中带及沿该集中带的多条断层,左坝肩在坝肩槽不同高程有多条断层出露,地形地质复杂。为了正确合理地研究其坝肩岩体的稳定特性,根据水电站坝址区地形地质条件,充分考虑拱坝左右坝肩的主要断层及蚀变带等不利地质构造,建立三维有限元模型,模拟拱坝及坝区岩体在正常运行及温降工况下的应力场,采用点安全系数法分析坝肩岩体在加固和未加固的情况下的稳定性,并运用综合强度储备法评价坝肩的极限承载能力。研究结果表明,坝肩岩体点安全系数均处于合理范围内且相对较高,综合安全系数相对较大,说明坝基加固措施合理有效,坝肩具有较强的承载能力。     

采用无质量地基模型时动力平衡方程的缩减

在求解坝与地基动力相互作用时,为了消除地基材料对地震运动的放大作用常常忽略地基质量。但在求解动力平衡方程时为了消除质量矩阵的病态,地基质量被赋以很小的值代表无质量地基。为了从动力平衡方程中消除零质量矩阵,用矩阵理论对其其进行分块简化,从而大大缩 方程的自由度和复杂度,并导出了地基对上部结构的耦合作用刚度矩阵,使地基刚度在相工作方程中显示化。结果表明,用新方法求解的坝动力反应与传动方法所求解的筢应安     

高拱坝-坝基系统的三维静力非线性数值分析

高拱坝收缩横缝和坝肩节理岩体的结构非线性特性对坝体应力、变形影响显著，是高拱坝分析中的一个重点和难点问题．针对高拱坝的这一特点，本文采用动接触单元模型，开发研制了修正的中心差分时步积分法，运用静力问题动力计算法，对在建的小湾拱坝系统进行了三维静力非线性数值仿真试验，研究了坝体、坝肩结构非线性特性对坝体的影响。通过本文的数值分析可以得出，高拱坝坝体—坝基系统的结构非线性特性对拱坝梁向应力影响显著，增加了坝体的倒悬效果；同时，数值分析进一步说明，在高水位运行期，小湾拱坝—坝基系统整体稳定。     

坝体建筑物的老化及其对坝体安全的影响

水工坝体的老化按部位可分为坝体混凝土老化和坝基岩石老化.分析了混凝土和岩石的主要力学性能随时间的变化规律,并用简单的工程实例对老化期中的坝体结构进行坝体损伤和坝基屈服计算,进一步阐述了水工坝体建筑物老化对坝体结构安全的影响.     

地基边界对五嘎冲拱坝地震动力响应的影响

采用时程法计算了五嘎冲拱坝在考虑地基辐射阻尼的粘弹性边界模型与传统的无质量地基固定边界模型的地震动力响应,对大坝的加速度、动应力特征进行了分析,通过对2种模型的对比,总结出拱坝在考虑地基辐射阻尼情况下的动力响应规律.结果表明:等效荷载的地震动输入方式及用粘弹性边界模拟地基辐射阻尼在三维计算中是可靠的,除部分特征点外,地基辐射阻尼能有效地减小拱坝的地震响应,这对拱坝抗震计算具有一定指导意义.     

基于强度折减法随机裂隙岩体结构稳定性分析

克服裂隙岩体确定性分析方法的局限性,采用有限元强度折减法对节理裂隙随机分布的重力坝安全稳定性进行评价。运用Monte-Carlo方法,生成二维和三维随机节理裂隙网络模型,模型较为真实的还原了节理裂隙的分布情况;针对重力坝只含软弱夹层和同时含软弱夹层和节理裂隙两种情况,采用强度折减法对比分析其塑性区和水平位移变化情况。研究结果表明,含节理裂隙的重力坝坝基内部塑性区较多,且局部破坏严重,坝体的水平位移相对较大。该结果可为裂隙岩体地下工程的安全和稳定性研究提供参考。     

地质力学模型试验中的变位信息监测及其在工程中的应用

地质力学模型试验是研究高拱坝与地基整体稳定安全的重要方法之一。在试验中,通过变位监测可获得大量的模型变位数据,但如何通过这些变位数据来评价高拱坝的稳定安全性还有待研究,特别对于地质力学模型综合法试验还没有形成一套完整的变形稳定分析评价体系。本文首先根据地质力学模型超载法、降强法和综合法三种破坏试验方法的原理和点安全系数基本公式,建立了基于地质力学模型综合法试验的大坝稳定安全系数评定关系式;其次,应用变形突变理论,提出将坝体和坝肩岩体变位曲线中的拐点1作为初裂特征点、拐点2作为大变形特征点,并将各特征点对应的安全系数作为评价高拱坝整体稳定的依据。然后,采用地质力学模型综合法,开展了加固地基条件下锦屏一级高拱坝三维地质力学模型破坏试验,获得了坝与地基的表面变位、坝体应变和结构面内部相对变位的分布特性,并找到变位发展过程曲线中的特征拐点,综合模型破坏形态等分析得出坝肩稳定综合法试验安全度为5.2~6.0。该成果为工程的设计施工和安全运行提供了重要的依据。     

地质雷达在水电站坝基工程中的应用研究

岩溶地区水电站工程建设中对坝基岩体完整程度要求较高,为了探明坝基岩体中是否存在溶洞、溶隙和破碎带等不良地质体,应用地质雷达较准确地判断出了坝基下不良地质体的走向和规模,取得了良好的效果,为处理岩溶地质问题和工程安全施工提供了依据.