面板坝的挤压破坏和渗漏处理

近十年来,国内外已建部分高面板堆石坝出现过不同程度的面板挤压破坏,面板与坝体坡面脱空等现象,并由此导致大坝渗漏量突变,有些甚至危及到大坝渗透稳定安全,引起工程界高度重视。分析评价认为,坝体变形是高面板坝挤压破坏的主要原因。工程实践表明,面板挤压破坏具有可修复性,既使坝体渗漏量有较大幅度增加,只要处理及时,总体上不会影响大坝安全。     

混凝土面板坝面板变形模式与水平向挤压破损研究

研究了混凝土面板在横断面内的变形模式和概化方法,探索了面板变形与面板坡向应力的关系和面板坡向应力的产生机制,揭示了时间、库水位等外部条件对面板坡向应力变形的影响模式,发现坝体变形导致的面板顺坡向挤压或拉伸是面板应力的主要来源。以三板溪面板堆石坝为例,研究了面板水平向破损原因,坝体较大的流变变形引起的面板顺坡向变形是面板较大坡向应力的主要来源,面板在库水推力作用下的局部弯曲变形、一期面板先期浇筑后坝体沉降的影响、特殊地形导致的面板水平向高应力以及垫层亏坡等造成的面板既有弯曲等都增大了面板坡向应力,并导致面板在结构存在缺陷的一、二期面板施工缝处发生破损。     

苗家坝混凝土面板堆石坝三维应力变形分析

基于邓肯—张E-B模型,考虑坝体填筑施工和蓄水过程,并基于大型有限元软件ADINA平台,将三维子模型法应用于苗家坝面板堆石坝应力变形计算,并与监测资料和类似工程的计算结果作了对比分析。结果表明:子模型法能够大大减少网格数量,提高计算效率,面板及接缝的计算精度也有了提高;坝体最大沉降值约占坝高的1.1%,且沉降在竣工期已经基本完成;水库蓄水后,面板拉应力主要集中在面板与周边山体连接处,且最大拉应力均未超过2 MPa,建议通过增加面板的配筋,铺设粉煤灰或者细沙作为保护层来改善面板应力特性。周边缝变形最大值均未超过20 mm,止水结构不会因周边缝的变形过大而破坏。     

应村水库混凝土面板坝三维变形控制网设计与监测

随着高精度全站仪的推广应用,大坝变形控制网监测可采用简便可靠、高效先进的三维变形控制网,取代常规的平面控制网和精密水准控制网.通过三维控制网的优化设计及监测,达到了预期目标,满足规范及工程安全运行的要求.图1幅,表1个.     

高混凝土面板堆石坝面板挤压破坏分析

结合某高混凝土面板堆石坝实例,对面板挤压破坏的成因进行了分析,结果发现,坝体变形过大且不协调以及面板的局部脱空是造成面板挤压破坏的关键原因。根据已有工程实践经验,提出在设计阶段将堆石体与面板作为一个整体考虑,做好变形控制和变形协调控制;避免水平施工缝面不按垂直于面板施工等造成结构缺陷;在面板上游面的底部一定高程设置粉煤灰或者粉细沙铺盖,取代黏土铺盖,增加整个系统的淤填自愈能力等建议。     

面板堆石坝面板挤压破坏处理措施研究

分析总结国内外已建面板堆石坝在坝体变形控制、渗流控制等方面的成果,研究了混凝土面板接缝处挤压破损处理措施。在面板接缝处有填缝材料的情况下,面板坝轴向的相向位移明显增大,可见填缝材料使接缝保留了一定的变形能力,吸收了大量的挤压位移。使用钢度越小的柔性填料在极限范围内可吸收更多的挤压位移,但随垫层料侧向位移和面板法向分布力的增大,接缝处挤压位移相对于刚度较大的填料来说增长较快。达到压缩变形极限后,接缝处坝轴向相向位移超过0.5倍初始缝宽,面板后续的挤压应力增长较快,而轴向变形逐渐变小。钢度较大的填料则不容易发生变形,随着垫层料侧向位移和面板法向分布力的增大,相对于柔性填料其不容易达到压缩极限而发生硬化。     

高面板堆石坝面板挤压破坏问题研究

近些年来,国内外的一些面板堆石坝工程相继出现了河床段面板挤压破坏现象,通过对面板挤压破坏机理的分析,表明造成面板挤压破坏的根本原因是堆石的变形,它与坝高、河谷形状、以及堆石的压实状况等因素有着较为密切的关系。严格控制坝体的总体变形,特别是控制蓄水运行后的坝体变形,是避免出现面板挤压破坏的最有效手段。     

泽城西安混凝土面板坝三维非线性应力变形研究

本文采用非线性有限元分析方法,对山西泽城西安水电站混凝土面板堆石坝坝体、面板和坝基混凝土对防渗墙在施工期和蓄水期的应力变形特性进行了较为深入的研究.计算分析中提出的坝体及面板各部分的应力、位移分布,可以为工程的设计、施工提供有益的参考依据.     

面板极端破坏情况下面板坝的渗流分析

用有限元方法计算了当面板接缝失效或出现裂缝的非常工况下的渗流场,以探讨面板极端破坏情况下对大坝渗流场和渗透稳定性的影响。根据大坝设计剖面和地形剖面划分网格,采用固定网格有限元渗流分析方法,计算了面板堆石坝正常和非常工况下大坝渗流场和渗流量。通过比较计算结果,对面板堆石坝的设计提出建议。     

水布垭面板坝挤压边墙技术研究

挤压边墙技术是混凝土面板堆石坝中垫层料施工和保护的新技术。结合水布垭工程,应用有限元分析技术,对挤压边墙有关问题进行了探讨。分析认为,当混凝土面板与挤压边墙取小约束、挤压边墙与垫层取大约束、挤压边墙取低强度、低弹模、泊松比为0.25～0.30,内摩擦角不小于40°时,水布垭面板坝设置挤压边墙不会对面板、接缝应力变形带来大的影响,面板和挤压边墙的脱空值较小。     

高混凝土面板堆石坝面板接缝挤压破坏预防措施研究

随着面板堆石坝坝高的增加,在工程中开始出现接缝混凝土挤压破坏现象,并逐渐引起人们的关注.通过对Mohale面板坝坝面变形情况的分析,对面板混凝土挤压破坏的机理进行了探讨.分析认为,挤压破坏是坝面变形过程中压性缝顶部混凝土的压力集中造成的,并可以通过在缝中设置厚度合适的塑性衬垫材料加以避免.研究还给出了衬垫材料厚度的设计方法,其中顶部坝面的跨河向位移是关键因素.     

高混凝土面板堆石坝面板水平向挤压破坏研究

高混凝土面板堆石坝面板的水平向挤压破坏正逐渐引起人们的关注.介绍了当前高面板坝中的挤压破坏特别是非施工缝的水平向挤压破坏情况.通过一个简化的钢筋混凝土柱受压屈曲模型,对水平向挤压破坏的机理进行了初步分析.结果发现,当柱子长度达到十几米以后,其钢筋的临界失稳应变不再随柱长的增加进一步降低;提高混凝土对钢筋的侧向支撑刚度是提高钢筋临界失稳应变最有效的途径;钢筋直径对其临界失稳应变没有影响.根据以上结论,就未来应对挤压破坏的工程措施研究提出了建议.     

基于CATIA的面板坝趾板三维设计研究

通过分析面板坝趾板传统设计方法,基于CATIA软件,提出了从趾板设计到设计成果输出的一整套三维设计的方法。该方法采用"Z"线作为趾板三维设计的轴线,克服了特殊情况下"X"线不存在的局限性;通过在两段趾板之间增设异型趾板解决相邻趾板不连续的问题;将趾板参数化后方便后续趾板设计方案,大大提高了设计效率。     

混凝土面板极端破坏情况下面板坝渗流特性研究

基于等宽缝隙稳定流的运动规律,研究建立了混凝 土面板极端破坏情况下面板接缝及密集裂缝型面板的渗流计算模型。借助于这些模型,使得 面板接缝及密集裂缝型面板渗流的有限元模拟计算成为可能,从而为在面板发生极端破坏情 况下面板堆石坝的有限元渗流分析提供了有效的途径。通过实例分析,还获得了在面板发生 极端破坏情况下面板堆石坝的渗流变化规律。      

面板堆石坝面板顺坡向挤压破坏机理的试验研究

本文针对面板堆石坝面板顺坡向挤压破坏的钢筋压曲凸起问题开展了试验研究,采用了配有单根立筋的混凝土柱受压试验来模拟面板顺坡向的挤压破坏。试验结果证实了以往研究中无箍筋钢筋混凝土立柱抗压强度低于素混凝土柱、且钢筋保护层厚度越小强度越低的推测。与素混凝土柱相比,保护层厚5 cm钢筋混凝土柱的强度降低约10％。根据试验的破坏荷载结果,通过已有理论解反推出了立柱的侧向支撑刚度k,对于保护层厚5 cm和8 cm立柱k值相应为0.841 N·mm^-2和1.032 N·mm^-2。经过试验结果分析,发现钢筋混凝土立柱各截面不服从应变平面假设,受压中钢筋没有同混凝土一起协调变形,钢筋与混凝土之间相互作用强烈。本研究结果再次说明,限制钢筋的侧向变形是防止面板顺坡向挤压破坏的根本措施。应开展可模拟混凝土中钢筋压曲的挤压破坏数值模拟研究,为这些措施的量化设计提供依据。     

三维激光扫描技术在面板堆石坝挤压边墙变形监测中的应用

为了分析挤压边墙的变形特性对混凝土面板的施工及应力变形影响,首次采用瑞士徕卡公司生产的ScanStationP40扫描仪对涔天河面板堆石坝挤压边墙进行3期扫描,将第1期扫描点云数据作为基准数据,将第2期、第3期扫描的点云数据分别与基准数据进行对比分析来获取挤压边墙的变形特性,然后与同期挤压边墙上的棱镜实测数据对比分析。结果表明挤压边墙中上部呈向下游位移的趋势,而下部呈向上游位移趋势;基于三维激光扫描的挤压边墙顺河向位移变化区域大于棱镜实测顺河向位移变化区域;挤压边墙中上部沉降较大,两岸沉降较小,挤压边墙处于变形发展阶段,尚不适合进行面板施工;2种监测手段得到的挤压边墙变形趋势基本一致。说明利用三维激光扫描技术对面板堆石坝挤压边墙表面变形进行监测是可行的,可为类似工程提供参考。     

瓦屋山面板坝垫层挤压砼边墙施工

瓦屋山水电站，大坝为砼面板堆石坝，最大坝高138．76m，坝顶全长277m，坝顶宽8m。上游坝坡1：1．4，下游坝坡1：1．3，大坝填筑量（包括上游铺盖）共316．73万m^3。垫层坡面保护采用挤压砼边墙。     

对面板坝挤压式边墙技术的探讨

介绍了面板堆石坝挤压式边墙技术及其特点。根据挤压边墙的作用,阐述了它应达到的基本指标以及对挤压式边墙目前存在疑虑的认识     

混凝土面板坝设计特例

本文论述了作者设计和参与设计的四座面板坝所接触到的几个特殊问题，结合筑坝材料、地形地质条件、施工工艺流程进行了科学研究及分析比较，达到工程布局合理、缩短工期、节省投资、运行安全的优化效果，同时为面板坝设计积累了一些经验。