深厚覆盖层上高面板坝建基条件及防渗设计综述

覆盖层上修建混凝土面板堆石坝具有简化施工导流、缩短工期和节省投资等优点,但这类工程大坝防渗系统复杂,防渗系统的应力和变形控制是工程的关键。随着工程经验的积累和技术的发展,我国相继建成了那兰、察汗乌苏、九甸峡、苗家坝、老渡口等多个百米级趾板位于覆盖层上的高面板堆石坝,并有多座百米级深厚覆盖层上高面板坝处于在建和待建状态。覆盖层上高面板坝防渗系统应力变形特性与覆盖层的力学特性及防渗系统的设计关系密切,结合已建和在建的工程资料和研究成果,对覆盖层上高面板坝的建基条件和防渗系统设计进行总结,以期为类似工程设计提供借鉴,并为这一坝型的进一步发展提供技术支撑。总结分析结果表明,如果河床覆盖层变形模量达到40 MPa以上,覆盖层上百米级至150 m级面板坝防渗系统的强度和变形能够满足要求。     

深覆盖层上面板堆石坝关键技术研究进展与展望

以察汗乌苏面板堆石坝有限元法应力变形计算结果为基础，总结了在深覆盖层地基上建造的面板堆石坝的关键技术。根据对三峡二期深水土石围堰拆除的调查实录进行的分析认为，实录对面板坝防渗墙的计算有重大参考价值。提出引进新的数值方法，如不连续变形分析方法（DDA）和数值流形方法（NMM），来模拟和计算面板坝接缝变形的设想，对深覆盖层上面板堆石坝的设计和计算有指导意义。     

坝踵混凝土体型对混凝土面板应力变形的影响

镶嵌混凝土面板堆石坝是一种可以改善高面板堆石坝应力变形的新坝型。利用平面有限元法分析计算不同坝踵混凝土结构高度、下游坡比、趾板位置时面板的应力变形和周边缝变位,进而探究镶嵌混凝土面板堆石坝中坝踵混凝土结构对面板应力变形的影响。结果表明:当坝踵混凝土结构高度从坝高的27%增加到坝高的40%时,面板的挠度和顺坡向应力都大幅减小;坝踵混凝土结构的下游坡比从1:0.4放缓到1:0.7时,面板应力变形变化幅度较小;趾板位置在坝踵混凝土顶部从下游向上游移动时,面板与趾板之间的周边缝张开变位和错动变位大幅减小了68.7%和85.8%。说明设置坝踵混凝土结构可有效改善面板的应力变形。     

覆盖层对察汗乌苏面板堆石坝应力变形影响数值分析

本文针对察汗乌苏面板堆石坝工程,采用有限元方法,分析了建于覆盖层上面板堆石坝的应力变形特性,探讨了覆盖层对面板堆石坝应力变形的影响以及覆盖层上修建面板堆石坝的可行性。本文研究可为相似工程的建设提供参考。     

复杂地形地质条件下覆盖层上面板堆石坝的应力变形研究

通过有限元数值模拟的方法,研究了复杂地质地形条件下覆盖层上面板堆石坝的应力变形特性。研究了地质及地形条件的改善措施,计算分析了防渗墙和面板的应力变形、面板接缝变位以及坝体的变形和应力。研究结果表明,采用合理工程措施后,坝体应力变形规律正常,混凝土防渗墙及混凝土面板的应力在其强度允许范围之内,面板接缝变位在止水结构允许范围内,可满足覆盖层上面板堆石坝安全运行的需要。     

建于覆盖层上的梅溪面板堆石坝原型观测设计

本文简要介绍了建于覆盖层上的梅溪水库面板堆石坝原型观测的断面选择,仪器布置及仪器选型等情况.针对此类坝型的特点,分析并指出需重点监测防渗墙应力与变形,坝基与坝体的沉降及周边缝变形等项目.     

基于ANSYS的深覆盖层混凝土面板堆石坝应力变形分析

为研究深覆盖层上的混凝土面板堆石坝应力变形特性,以察汗乌苏混凝土面板堆石坝为例,对堆石体采用Duncan Chang E-B本构模型,基于ANSYS软件使用有限元法对大坝进行模拟分析,得到坝体及混凝土面板在3种工况下的应力及位移分布结果。计算结果表明,随库水位增加,坝体大主应力逐渐增大而小主应力逐渐减小; 3种工况下在X向上游坝体发生逆流向横向位移且随库水位增加而减小,下游坝体发生顺流向横向位移且随库水位增加而增大,在Y向坝体均只发生向下的位移变形,随库水位增加变化不大;竣工后面板大主应力主要为压应力且随库水位增加而增大;竣工后面板由于发生横向变形而出现鼓起脱空现象,随库水位增加至正常蓄水位脱空现象逐渐消失,在Y向面板均只发生向下位移变形且随库水位增加而增大。     

深覆盖层对面板堆石坝面板变形和应力的影响

某高混凝土面板堆石坝坝基覆盖层深度达45~100 m.应用非线性有限元方法.建立了不同设计方案的三维有限元模型,并详细模拟了坝体填筑施工过程和蓄水过程,比较了不同设计方案蓄水期面板的变形和应力的分布规律,以及面板缝、周边缝及其他接缝的变形.结果表明,将混凝土面板堆石坝面板附近的覆盖层部分开挖,让趾板直接坐落在基岩上,有利于改善面板的变形和应力,有利于减小面板缝、周边缝及其他接缝的变形.     

白莲河抽水蓄能电站面板堆石坝监测设计与监测资料分析

主要从面板堆石坝坝体内部变形、坝体表面变形、面板钢筋应力、面板混凝土应力应变、面板垂直缝及周边缝接缝变形、坝基渗透压力、绕坝渗流、渗漏量等方面介绍了湖北白莲河抽水蓄能电站上水库面板堆石坝的安全监测设计及安全监测成果。监测资料分析结果表明,目前面板堆石坝沉降和水平位移已趋于稳定,面板应力与变形较小,总渗漏量较小,大坝处于安全工作状态。     

丹江口大坝加高工程右岸转弯坝段锯缝方案研究

丹江口大坝右岸混凝土坝转弯坝段在平面上呈凸向下游的反弧形,在气温长期影响下出现周期性变形.为消除该坝段对坝体稳定及应力不利的变形,并确保帷幕防渗质量,设计确定采用消除横缝间连接的"锯缝"方案,解决反拱反向变位和缩小坝踵拉应力范围.经生产性试验,本项目采用了水平钻孔、绳锯切割的施工方案,设备选型正确,施工效率相对较高,切割出来的横缝能够满足设计要求.