某混凝土双曲拱坝建基面选择研究

拱坝建基面选择主要决定于坝基岩体的承载力和滑动稳定性。本工程基岩裸露,岩体呈整体块状结构,强度高,但坝基范围内岩体岩性不一致,导致基岩强度不同。根据地形地质条件,对拱坝建基面的可利用岩体进行多方案论证研究,同时对坝体应力、坝肩稳定、整体稳定等进行大量分析及模型试验,最终确定合理经济的坝体建基面。     

特高拱坝建基面岩体选择的工程类比法研究

为确定坝高超过200 m的特高拱坝建基面可利用岩体的选择标准,对国内7座特高拱坝建基岩体的利用情况进行了综合评价,通过工程类比法分析了特高拱坝建基面可利用岩体的选择因素,提出了特高拱坝建基面可利用岩体的选择标准。研究表明,特高拱坝及坝基在荷载作用下的破坏模式为压破坏和剪破坏,要求拱坝建基岩体应具有足够的承载能力、抗变形能力、抗剪切能力以及抗滑稳定性。国内特高拱坝建基面可利用岩体的选择主要是以岩体质量分级为综合评价指标,不同坝基部位可选择不同质量级别的岩体;Ⅱ级岩体是特高拱坝的优良的建基岩体,中部建基面可以有效地利用部分Ⅲ₁级岩体,上部可适当利用Ⅲ₂级岩体;对于特高拱坝坝基,变形模量和黏聚力略大于规范建议值;特高拱坝建基面可利用岩体选择以荷载及应力水平为基础,以拱坝稳定为前提,以变形、强度等力学参数为依据,以岩体质量级别为具体表征,按不同高度分区域进行多因素综合论证和选择。     

大岗山拱坝建基面开挖爆破声波检测

大岗山拱坝建基面在开挖爆破过程中,通过分析爆破前后岩体波速的衰减率,判断爆破是否对建基岩体造成损伤破坏,从而为制定减小爆破过程对岩体造成损伤的措施提供依据;在建基面开挖完成后,通过分析爆破检测孔不同深度处波速的变化特征,找出岩体松驰深度,为建基面进一步处理和坝基固结灌浆等提供参考。声波检测表明,开挖爆破对建基面的影响程度属于正常范围,开挖过程中爆破控制较为理想,对建基岩体的损伤较小。     

坝体弹模及坝基变模对小湾双曲拱坝坝体应力的影响

一.前言《混凝土拱坝设计规范》规定:“一般高坝应尽量开挖至新鲜或微风化的基岩,中坝应尽量开挖到微风化或弱风化中,下部的基岩”。对小湾水电站高近300m 的双曲拱坝而言,建基面的选择和确定是一个复杂而重要的问题。可行性研究阶段初步拟定建基面开挖至微风化基岩并挖除卸荷岩体。参考国内外同类工程,在初步设计阶段有可能将开挖线外移;同时坝基岩体由于岩性、节理裂隙     

构皮滩水电站高拱坝建基岩体工程地质研究

构皮滩水电站大坝为混凝土双曲拱坝,最大坝高232.5 m,拱坝建基岩体为P11m层灰岩,强度较高,但建基岩体中分布有断裂、溶洞、溶蚀夹泥层等地质缺陷.经过大量的地质勘探、试验和研究工作,查清了建基岩体的工程地质条件,为最终确定拱坝的嵌深、地质缺陷的处理及拱坝稳定计算等提供了翔实而准确的地质资料.据开挖揭示大坝坝基及拱座的岩体结构特征、主要的地质问题及其发育特征等与前期勘察成果基本一致.     

非均质花岗岩坝基典型地质缺陷处理研究

某水电站高拱坝建基岩体地质构造复杂,以陡倾的辉绿岩脉穿插发育于黑云二长花岗岩岩体内为典型特征,而规模较大、分布较广的辉绿岩脉类地质缺陷是高拱坝坝基主要的工程地质问题。浅成的辉绿岩脉力学性质差,且具有明显的各向异性,辉绿岩脉对坝基应力变形影响较大,会造成大坝基础的不均匀变形,并进一步恶化坝体的横缝开度。为满足建基岩体质量要求,提出了针对辉绿岩脉类地质缺陷采取机械开挖、刻槽以及混凝土置换的处理措施。建基岩体辉绿岩脉类地质缺陷经过综合处理后的三维数值分析结果表明:地基的应力分布更加均匀,拱坝变形在许可范围内。     

龙潭水电站大坝可利用基岩面的确定

龙潭水电站确定大坝可利用基岩面是在查明水文地质、工程地质条件,找出影响可利用基岩面的几个主要因素后,根据坝基岩体声波测试及室内、外岩(石)体物理力学试验成果,并结合高薄拱坝不同高程岩体的受力特点提出来的。     

弱风化岩体作为重力坝建基面在里畈水库工程中的应用

探讨重力坝坝基利用岩体质量标准，地基处理方法和以及经济合理性等综合条件确定优化建基面，减少了工程量，是坝工建设的发展趋势。本文以里畈水库扩建工程为例，论述了利用部分弱风化岩体作为重力坝建基面的施工处理方法及在施工期间快速而准确的鉴定建基岩体质量的简易测试方法。     

沙牌水电站碾压混凝土高拱坝建基面的抬高

根据沙牌水电站拱坝坝基开挖后建基面的地质条件，从岩体的风化界线的确定和岩体质量，论述了抬高建基面是可行的。建基面抬高后加快了施工进度，节约了投资。     

溪洛渡水电站高拱坝建基面处理与安全监测

金沙江溪洛渡水电站大坝为我国目前已建和在建装机容量最大的高拱坝。开挖揭示大坝建基面局部存在Ⅲ2、Ⅳ级岩体和层间、层内错动发育等地质缺陷,河床坝段基岩面以下20 m处存在约15%的Ⅲ2级岩体,严重影响大坝及基础的整体稳定。通过优化建基面设计和置换混凝土、加强固结灌浆、刻槽、锚固、防渗和清基等一系列的处理措施,建基面岩体质量得到了明显的改善。监测成果显示,随坝段浇筑混凝土上升,建基面应力和沉降均匀增大,相邻坝段差异沉降较小,坝基防渗性能好,坝基和坝体的整体稳定性较好。总结溪洛渡水电站高拱坝建基面处理和监测,对类似工程具有指导和借鉴作用。     

高地应力地区拱坝坝基合理开挖形式的研究

拉西瓦水电站坝基地应力达30~70 MPa,坝基的开挖将会引起坝基回弹进而发生卸荷破坏,岩体质量下降,基础处理困难。因此,选择减轻坝基卸荷破坏程度的开挖型式是拉西瓦工程坝基开挖设计中研究的重要技术问题。文章介绍了拉西瓦拱坝坝基的地质和地应力环境;用平面非线性有限元、三维非线性有限元等不同的方法对平底开挖和反弧开挖等不同的坝基开挖型式进行了分析;对坝基开挖卸荷规律、应力屈服范围、坝基回弹数值等进行了研究。成果表明,采用光滑反弧型开挖,河谷应力集中区随坝基开挖向建基面下部转移,坝基开挖过程中未出现明显岩爆、剥离等高地应力现象;反弧型开挖较传统的平底开挖,坝基两侧应力集中现象、应力屈服范围等情况得到改善,坝基卸荷破坏有所减弱。为高地应力区的拱坝坝基开挖设计提供了可以借鉴的经验。     

基于坝—岩基—水耦合解析的坝肩动力稳定分析

为了模拟三维状态下坝、岩基、库水的动力相互作用机理,研究提出了基于坝—岩基—水耦合的三维有限元分析方法。通过分析坝—岩基—水耦合动力相互作用理论,给出了坝—库水体的耦合条件、坝—岩基—库水的边界条件以及地震时粘性边界的分析方法。以某拱坝工程为实例,应用耦合三维有限元方法计算了拱坝及滑裂面应力分布,采用有限单元法和刚体极限平衡法,计算了坝肩各处的抗滑稳定安全系数。结果表明:最大拱向应力、梁向应力均出现在下游面,分别为1.43 MPa、1.50 MPa,在材料可承受的范围内。通过有限元法计算得到的拱坝坝肩岩体抗滑稳定安全系数为2.78~3.23,通过刚体极限平衡法计算的抗滑稳定安全系数为2.89~3.43,两者相差很小,说明该计算方法是有效的。研究成果可为拱坝坝肩抗滑稳定分析提供参考。     

拉西瓦拱坝建基面的优化

通过对拉瓦拱坝近岸坡岩体风化、卸荷、变形特性深入研究，在满足南体应力、变位、的要求下，通过建基面岩体质量对坝体应力变位敏感性分析，用坝基岩体极阴有在把水工设计与地质主送紧密结合起来，在数值计算基础上用模型评判方法进行拱坝建基面优化。从而在拱坝在面优化工作做了一次有益探索。     

小湾高拱坝坝区渗流场对应力场的影响

结合小湾水电站高拱坝工程，分析坝区岩体多重理解隙网络渗流的特点及渗流对应力的影响机理，采用多重裂隙网络模型和有限元数值方法对小湾高拱坝建坝蓄水后坝区渗流场和渗流场影响下的应力场进行分析计算。可以看出，建坝蓄水使坝区渗流场发生较大变化，且使大坝附近的坝基岩体竖向有效应力有增大，也使坝肩岩体的拉应力增大。     

拱坝沿建基面抗滑稳定的体安全系数及其工程应用

对于坝基岩体发育有顺坡向结构面等复杂地质条件的拱坝,通常需要核算大坝沿建基面单滑面或多个平面组成的复合滑裂面的抗滑稳定性,但目前尚无为工程界公认的计算方法,现行拱坝设计规范也未作出明确规定。本文采用非线性有限元与传统的刚体极限平衡法相结合的分析方法,将滑裂面、坝基面、临空面与结构面相互切割、组合形成的潜在滑体作为研究对象,以坝基岩体内部发育的陡倾角结构面为分界面,将滑体离散为多个按串联或并联方式排列的块体,利用各块体的静力平衡条件与相邻块体间的变形协调条件,分析滑体在拱推力等外力作用下的抗滑稳定安全系数,即体安全系数。结合小湾拱坝工程,开展大坝沿坝基岩体发育的浅层卸荷裂隙抗滑稳定性的分析计算,通过实例分析表明本文方法的合理性与工程实用性。     

锦屏一级水电站煌斑岩脉水泥化学复合灌浆试验研究

 锦屏一级水电站大坝为混凝土拱坝,最大坝高305 m,为目前世界最高拱坝。坝区基础岩体中存在大量煌斑岩脉,对建筑物的稳定性、基础应力传递等极为不利,必须进行稳妥可靠的处理。因仅靠单纯的高压水泥灌浆无法使岩体的变形模量、抗压、抗拉、抗剪强度以及泊松比等物理力学指标达到设计要求,应有针对性地采用化学灌浆方法对煌斑岩脉进行加固处理。为此,采用了高渗透性的YDS环氧材料对风化后的煌斑岩脉进行纯压式灌浆试验,试验结果表明：通过YDS改性环氧浆液的“浸透”“浸渗”加固处理,风化的煌斑岩脉力学性能大幅提高,基本能满足设计的力学指标要求。     

锦屏一级拱坝左岸基础处理加固措施研究

锦屏一级拱坝坝址区工程地质条件十分复杂,存在f2、f5、f8等断层、层间挤压带、煌斑岩脉X及一系列规模不等的卸荷张开裂缝或深部裂缝等不良地质构造,需对这些地质缺陷进行处理.通过现场勘测试验及分析研究,对拱坝左岸基础采取固结灌浆和混凝土置换相结合的处理方案。计算分析表明,通过利用混凝土垫座、抗力体固结灌浆、对断层及煌斑岩脉进行混凝土网格置换以及采用抗剪传力洞等措施,提高基础承载能力,可以满足拱坝设计的要求。     

杨房沟水电站拱坝体形多目标优化设计

在充分认识杨房沟坝址地形、地质条件和工程特点,吸收前阶段研究成果和历次审查咨询会议意见的基础上,在总承包合同相关条款的约束下,采用多种计算分析手段和方法,对杨房沟拱坝建基面及体形开展了多目标优化设计研究工作。在优化设计工作中,从安全性、稳定性、经济性等三方面进行了定量和定性综合分析评价。分析结果表明:优化方案能充分利用坝基岩体条件,减小拱坝所承受的水推力,充分发挥混凝土优良的抗压性能,减小主要工况高拉应力值及其分布范围,进一步提高了拱坝-基础整体安全度、坝肩抗滑稳定性和抗震安全性,达到安全、经济、施工和运行方便的目的。相关优化方法与成果可为后续高拱坝体形多目标优化设计提供借鉴。