深厚覆盖层上土石坝地震响应分析

文章以建在强震区深厚覆盖层上的土石坝为研究背景,采用等效粘弹性模型,研究不同覆盖层厚度、不同坝高等工况下,地震对坝顶加速度和坝体位移的影响.研究表明随着覆盖层厚度的增加,加速度反应整体有减小的趋势,但是由于模型基频特性的影响,可能出现时大时小的状况;随着输入值的增大,大坝水平动位移逐渐增大.随着覆盖层厚度的增加,大坝水...     

深厚覆盖层高土石坝基础防渗墙与坝体防渗体接头型式设计探讨

建在深厚覆盖层上的高土石坝,其基础防渗墙与坝体防渗体接头型式设计是基础处理的关键技术问题之一。本文针对各种接头型式设计的存在的各种利弊进行概括分析,以期对类似工程有所裨益。     

近断层脉冲型地震动对深厚覆盖层上高土石坝动力响应的影响研究

近年来,近断层地震动引起了工程界的密切关注,水工方面的相关研究主要集中在混凝土重力坝,对高土石坝的研究甚少,尤其是近断层脉冲型地震动的影响尚不明确。因此,结合我国西部强震区一些已建和拟建在深厚覆盖层上的高土石坝,开展脉冲型地震动对高土石坝抗震安全的影响研究是十分必要的。采用弹塑性本构模型进行有限元计算,对比分析脉冲型与非脉冲型地震动作用下大坝的动力响应。结果发现,脉冲型地震动对深厚覆盖层上高土石坝的加速度响应有一定影响,并使坝体在极短的持时内产生较大的坝体变形,不利于大坝安全。因此,建议在强震区、深厚覆盖层上修建高土石坝时,将近断层脉冲型地震动作用下的大坝抗震安全评价作为一个关键环节。     

深厚覆盖层上土石坝防渗技术研究进展

从垂直防渗、水平防渗和联合防渗的角度,总结了深厚覆盖层上土石坝防渗的关键技术。阐述了混凝土防渗墙、灌浆帷幕、墙幕结合、水平铺盖等防渗措施在深厚覆盖层地基渗流控制上的创新和突破,并介绍了有限单元法、边界元法等数值模拟技术在土石坝渗流控制领域中的应用。结合3个代表性工程实例分析了深厚覆盖层上土石坝合理的防渗措施的选择及其优化方法,给出了深厚覆盖层上土石坝防渗的建议,并指出尚待深入研究的几个问题。     

深厚覆盖层上沥青混凝土心墙土石坝的应力变形特征

由于深厚覆盖层具有一定的可压缩性,修建在其上的沥青混凝土心墙坝坝体会发生沉降,且最大沉降位于距坝顶2/3坝高处;受坝体的影响,坝基深厚覆盖层也会向上、下游发生水平位移;沥青混凝土心墙存在明显的应力拱效应,蓄水后减弱.以在120 m深覆盖层上修建坝高100 m沥青混凝土心墙坝的有限元分析为例,探讨了沥青混凝土心墙上石坝在深厚覆盖层上的应力变形特性.     

国外某深厚覆盖层高土石坝坝基防渗方案设计

国外某高砾石土心墙堆石坝坝基覆盖层深厚、层次结构复杂,基础存在地震液化、抗滑、坝基渗漏等问题。文中针对大坝挡水水头高、坝基材料渗透性强的特点,在设计过程中对单排防渗墙、双排防渗墙、防渗墙结合水平铺盖等防渗形式组合进行了技术比选,最终采用双排防渗墙作为该工程坝基最佳防渗方案。该方案合理且可靠,计算成果可为深厚覆盖层地区的坝基防渗设计提供一定的参考。     

深厚覆盖层土石坝渗流控制及三维数值分析

深厚覆盖层地基和两岸坝肩绕坝渗漏的存在,将影响水库的安全运行及水库工程效益的发挥,有必要采取相应的防渗措施,降低坝基及两岸坝肩的渗透流量。以某水库为例,建立了能够准确反映该水库的主要地质构造、坝体及坝基几何形状的三维有限元分析模型,考虑正常蓄水位下防渗墙的厚度(0.6、0.8、1.0和1.2 m)、延长两岸坝肩(50、60、70和80 m)及地基(6)-2地层的深度(3、6、9、12和15m)等方案,从地下水位线等值线、渗透比降、渗透流量等方面研究坝基和两岸坝肩的渗流场特性及稳定性分析。通过增加防渗墙厚度、延长坝基及两岸坝肩的深度,坝体、坝基及两岸坝肩内的地下水位等值线均向防渗墙处靠近,防渗墙内水头损失增大;坝体、坝基各分区及防渗墙的最大渗透比降满足渗流稳定性要求;延长防渗墙深入两岸坝肩的深度能有效降低坝肩的渗透比降,同时也能有效控制坝肩渗透流量,降低墙后坝肩浸润面;单纯改变防渗墙厚度并不能有效控制坝基渗透流量,需加深防渗墙深入坝基的深度来控制坝基渗透流量。建立的某深厚覆盖层土石坝的三维渗流有限元数值模型,进行了渗流控制方案的合理优化,该研究可为我国深厚覆盖层土石坝渗漏及渗透稳定问题评价研究提供重要依据。     

深厚覆盖层上土石坝动力分析黏弹性边界处理方法

当覆盖层地基深度相对其上土石坝坝高较大时,大坝动力分析计算中常将覆盖层地基截断,只取临近坝体部分覆盖层地基连同坝体一起作为计算分析对象。用黏弹性边界条件代替固定边界条件,可以消除或有效降低由于截断边界造成外行波无法透过边界而引起的计算误差。本文采用施加等效地震惯性力的方法实现黏弹性边界条件下的地震动输入、采用等效线性化方法反映覆盖层地基边界上黏弹性边界条件的非线性特性,建立了基于黏弹性边界条件的深厚覆盖层上土石坝动力反应分析方法。研究表明:施加等效地震惯性力的方法可以简单而有效地解决黏弹性边界条件下的地震动输入问题;固定边界条件大幅提高了坝体在地震作用下的动力反应水平,使得计算的结果偏于安全。     

两河口水电站高土石坝地震反应地震模拟振动台模型试验研究

在大型地震模拟振动台上,进行了两河口水电站高土石坝地震模拟振动台模型试验。通过对模型坝在振动过程中的加速度反应的量测和分析、观察坝体在振动过程中的直接反应、量测坝体在振动后的永久位移和竖向沉降,得到了两河口高土石坝模型坝在地震中的加速度反应规律,地震残余变形及分布规律和坝体破坏过程及模式等。研究表明:空间位置、输入地震波强度和类型、先期振动和蓄水等因素对坝体各测点的加速度反应规律有重要影响。大坝在地震作用下的永久水平位移和竖向沉降很小;坝体的破坏形式主要是河谷段、靠近坝顶坝坡土体的颗粒松动,发生滚石而引起的浅层滑动。     

阻尼矩阵建模方式对高土坝地震反应计算的影响

为研究阻尼矩阵对地震反应的影响,通过理论分析讨论高土石坝地震反应中常用阻尼模型的特点和适用范围。建立有限元模型,基于不同阻尼矩阵建模方式计算高土坝在不同地震波激励下的地震反应,并和频域内计算结果进行比较分析。结果表明：以坝体基频构建的阻尼模型,将低估坝体加速度反应,而且随着坝高增加,误差明显增大,对位移反应影响较小;综合考虑地震波频谱特性构建阻尼矩阵进行地震反应分析计算可能会达到更好的计算精度。     

深厚覆盖层坝基防渗墙地震反应规律研究

为探讨深厚覆盖层中坝基防渗墙地震反应规律并评价其抗震安全性,以金平堆石坝为工程背景,在三维非线性静力分析基础上,采用子模型技术对坝基防渗墙进行了地震动力时程分析,坝体材料及覆盖层采用Hardin-Drnevich动力本构模型,防渗墙与覆盖层的接触关系采用薄层接触单元模拟。计算成果表明：防渗墙上部靠两岸侧动应力反应较大,动静叠加后其应力变形规律相对静力工况变化较小;受深窄河谷及右岸折坡地形影响,竖直向压应力极值并未如一般规律所反映的出现在墙体中下部,而是位于墙身中上部的右岸侧折坡处;在设计地震作用下,防渗墙拉裂状况基本没有恶化,压应力极值增幅仅3.5%。综合来看,设计地震对防渗墙的运行状态影响不大。     

高土石坝动力反应的敏感性分析

目前高土石坝抗震设计一般要进行坝体动力敏感性分析,但分析方法还没有共识。为此,以典型200m心墙堆石坝为例,进行了土石坝动力敏感性分析,分析结果表明,坝料动力特性取模量比衰减的上限曲线和阻尼比增长的下限曲线进行组合,坝体的动力反应和地震永久变形均最大,建议作为坝体抗震设计的控制工况。     

深覆盖层上高堆石坝的振动台试验研究

 通过振动台试验研究，探讨了修建在深覆盖层上的高堆石坝动力工作性态；验证了数值分析时建立的考虑坝体-地基相互作用的数学、力学模型的正确性。同时，还探讨了堆石坝模型试验的一些方法和技巧。     

深厚覆盖层土石围堰防渗墙结构设计研究

防渗墙良好的工作性态是深厚覆盖层土石围堰正常运行的重要保障,为弄清不同材料、不同设置位置、不同结构型式防渗墙在深厚覆盖层条件下的工作性态,给在该种环境下防渗墙的结构设计提供参考,以某实际工程为研究背景,采用有限单元法,借助ABAQUS大型商用有限元计算软件,对该工程防渗墙的各种方案进行结构计算,得出了不同方案条件下防渗墙的应力、位移变形等规律。根据计算得出的规律从定性与定量2个方面对该工程防渗墙的设计方案进行了优化选择,研究表明采用塑性混凝土防渗墙优于刚性混凝土防渗墙,前者与围堰的变形更协调,更有利于围堰的安全;防渗墙的设置位置对围堰自身的应力、位移变形影响较大,防渗墙设置离上游堰脚1/3堰底宽度的地方优于将防渗墙设置在堰轴线的地方;当一道防渗墙不能满足设计要求,可以考虑采用双防渗墙的结构型式,这种结构型式能大幅度提高围堰的安全裕度。     

深厚覆盖层上高混凝土闸坝静力特性研究

丹巴水电站坝型为混凝土闸坝,最大坝高42.0 m,闸坝基础河床覆盖层深厚,最大厚度达133 m,为世界上拟建于深厚覆盖层上的最高闸坝工程。通过对闸坝进行静力特性研究,研究了闸基沉降、不均匀变形、闸基稳定等关键技术难题,分析结果表明:采用合适的基础处理方案,闸坝基础沉降与不均匀变形得到有效控制、坝体与基础的应力变形协调性较好、闸底板及防渗墙应力状态较好,可满足工程安全运行的要求。     

不同参数对土石坝地震动力响应影响

采用有限元法研究土石坝边坡动力响应,通过大量有限元计算,研究弹性模量、阻尼比、坝高、覆盖层厚度以及地震动参数对土石坝坝体动力响应的影响规律,为拟静力法高土石坝边坡稳定分析奠定基础。     

深厚覆盖层上建坝的主要技术问题

利用覆盖层建坝,有其特有的经济、工期和环保优势,但也有其局限性和技术难度.自20世纪以来,在覆盖层上已成功建成了最大高度达180 m的各种类型的大坝,目前在建的最大坝高已达240 m,覆盖层防渗处理最大深度达130 m.归纳和总结了覆盖层地基上各种坝型的建设经验,分析了深厚覆盖层上建坝的主要技术问题及处理措施,提出了深厚覆盖层渗流量监测的建议,以及需要进一步研究解决的有关问题.     

深厚覆盖层坝基防渗及风积砂筑坝可行性探讨

以黄河干流上某水利枢纽基本资料为依托,在分析坝基基本地质条件、坝基土体工程性质的基础上,从坝基土体组成及工程特性、水库运行期的淤积效应两方面,对深厚覆盖层坝基防渗进行了探讨。此外,坝区风积沙广泛分布,依据现行水利水电行业规程,结合场区风积沙的特性,对风积沙作为筑坝材料的可行性进行了初步分析。     

包罗水库大坝深厚覆盖层地基稳定性研究

包罗水库是解决云龙县河比江两岸灌溉及农村供水安全问题的重点工程,大坝坝高69.5 m。文章针对大坝坝基的深厚覆盖层,开展了一系列室内和原位试验,查清了地层的承载能力、变形特性、渗透特性等物理力学性质,对其可能出现的工程地质问题进行了深入的验算和分析,并提出了经济可行的地基处理方案。为峡谷区深厚覆盖层上的大坝建设提供了有益的借鉴。