溪洛渡拱坝初期不同特征水位工作性态分析与安全评价

基于溪洛渡拱坝初期蓄水期540 m、560 m、580 m、600 m四个不同特征水位坝体各类监测资料的分析,借助三维有限元商业软件对大坝施工形象面貌、蓄水进度计划进行仿真模拟及数值分析计算,对蓄水期拱坝工作性态进行反馈分析、预测及安全评价,进而为拱坝运行期蓄水提供决策参考。数值模拟及反馈分析计算表明:不同特征水位阶段下,坝体及坝基变位合理、变形协调,坝体应力处于设计可控范围之内,灌后横缝均处于压缩状态,其变位、应力分布均符合拱坝整体受力特性。初步判断:溪洛渡拱坝在库水位初次蓄至正常蓄水位600 m高程的各阶段安全可靠受控,处于正常工作状态。     

江口大坝首次蓄水期实测变形与应力分析

介绍了江口拱坝首次蓄水期的变形与应力实测资料分析结果,通过变形应力各类模型与理论计算成果的对比分析,对大坝整体工作性态进行了评价。     

大岗山水电站运行初期拱坝工作性态分析

大岗山水电站自2014年底导流洞下闸蓄水以来,拱坝在正常水位下运行1 a多,其工作性态对验证建筑物是否满足设计要求及指导后期运行具有重要意义。笔者对该拱坝运行初期工作性态进行了初步分析,主要内容包括坝体变形、横缝增开度、坝体应力应变、坝体温度场、基础渗流等。历经2个汛期,大岗山水电站库水位在死水位与正常蓄水位之间往复变化,大坝呈现出良好工作状态,坝体变位规律良好,应力分布正常,实测坝体混凝土温升符合一般规律,坝基及两岸渗控系统运行良好,扬压力小于设计值。     

灌浆率对碾压混凝土拱坝初次蓄水时工作性态影响优化分析

以某碾压混凝土拱坝为例,采用Fortran编制的有限元计算程序,对该碾压混凝土拱坝在施工以及初次蓄水过程中的温度场和应力场进行了仿真计算。研究了诱导缝及横缝按未灌浆、50%灌浆率和100%灌浆率处理后初次蓄水对拱坝工作性态影响,进行了对比分析,并拟定了最优化设计方案,评价其防裂效果。最后给出了相关结论和建议,可为类似工程提供一定的参考价值。     

构皮滩水电站初期蓄水拱坝工作性态分析

水库初期蓄水是挡水建筑物运行的重要阶段,此时建筑物的工作性态对验证建筑物是否满足设计要求及指导后期运行具有重要意义。对构皮滩拱坝初期蓄水工作性态进行了初步分析和评述,主要内容包括坝体变形、坝体应力应变、坝基渗流、坝体温度场等。初期蓄水后,构皮滩拱坝坝体变位规律良好,符合混凝土双曲拱坝变形特性,实测变形量较小,坝体应力分布符合双曲拱坝低水位运行特征,大坝混凝土自生体积变形多表现为膨胀型,应变量不大,坝基渗流控制效果好,扬压力小于设计值,渗漏量较小,温控措施合理有效。     

锦屏一级特高拱坝工作性态仿真与反演分析

锦屏一级拱坝坝高305 m,运用有限元仿真分析方法模拟了锦屏一级特高拱坝自第一仓混凝土浇筑至蓄水运行全过程,基于监测资料对后期发热温升、坝体与基础弹性模量等主要热力学参数进行了反演分析,并对下一阶段蓄水的工作性态进行了预测。计算结果表明,锦屏一级拱坝后期发热温升约为5~6℃,短期蓄水过程中混凝土和地基弹性模量约为设计初始值的1.65倍左右。在水位上升至1 880 m时,径向最大变形出现在1 730.0 m高程的PL13-4监测点。预测值与监测值吻合较好,证明仿真分析成果能基本反映大坝实际工作性态,分析结果也为其他特高拱坝的设计提供了参考。     

复杂地基加固处理前后拱坝结构特性对比分析

为了分析建在复杂地基上的高拱坝在水库蓄水后坝体工作性态受坝肩断层、裂隙等地质缺陷的影响程度,采用结构模型试验及有限元计算方法,对某高拱坝1 760 m典型高程拱圈开展研究,对比分析拱坝在坝肩软弱结构面加固处理前后的结构特性。结构模型试验结果表明:在天然坝基条件下,受坝肩软弱结构面较发育以及两岸地形地质条件不对称等因素影响,拱坝的应力与变位值较大,其分布特征存在明显不对称的特点。采用以混凝土置换为主的措施进行加固处理,并对处理前后的拱坝应力、变位情况进行对比分析,有限元计算结果表明:在左岸布置混凝土垫座以及对软弱结构面进行混凝土置换,可有效提高坝肩岩体的承载力和抗变形能力,同时可调整拱坝体型、改善坝体受力状态,使拱圈应力与变位值减小,左右对称性得到明显改善,具有良好的加固效果。     

前坪水库砂砾石黏土心墙坝三维流固耦合分析

针对前坪水库工程砂砾石黏土心墙坝的特点,结合地质、设计和相关试验资料,采用南水双屈服面本构模型,开展三维流固耦合计算分析,计算考虑施工、蓄水时间效应以及运行期长期变形时间效应等,模拟前坪水库工程坝体的填筑过程、施工后至蓄水前、蓄水过程以及运行期的坝体应力变形分布规律和工作性态。研究发现:考虑流固耦合作用时,砂砾石黏土心墙坝最大应力、应变都较耦合前大;坝体在施工期最大沉降率为1.25%,运行期累计最大沉降率为1.36%;施工期最大水平位移为17.7 cm,运行期累计最大水平位移为35.2 cm。     

多轴等效应变损伤模型及其在混凝土坝工作性态分析中的应用

基于混凝土单轴拉伸应力应变曲线模型和四参数等效应变,给出一种修正的四参数多轴等效应变损伤模型,通过与单轴拉伸、单轴压缩、双向拉伸、双向压缩、双向拉压以及三向压缩这6种受力状态的试验资料进行对比以验证其有效性。采用该多轴等效应变损伤模型对混凝土剪切试验组合受力情况、混凝土重力坝和混凝土拱坝等结构工作性态进行数值分析,得到静力荷载下的结构损伤和应力响应,评价了结构正常工作性能及安全性。结果表明,剪切试验数值模拟结果与试验成果吻合良好,可以对以剪切为主的组合受力情况进行分析,该模型适用于复杂应力状态下的计算;典型重力坝和拱坝损伤分布区域及应力分布规律合理,该模型可以对混凝土坝工作性态及其安全性进行分析。     

陈村重力拱坝原型工作性态的综合分析

本文通过陈村重力拱坝的变形、裂缝开度和坝基扬压力等原型观测资料的正反分析,并结合三维有限元计算,对陈村重力拱坝的四次变形过程以及05裂缝的失稳作出物理成因解释.与此同时,综合渗流分析和稳定安全反复核的成果,对陈村重力拱坝的原型工作性态作出综合评价,得出该坝在经历四次调整过程后(1989年后)可以恢复正常运行的结论.     

堆石坝面板应力应变和周边缝变形特性研究

面板和周边缝是面板堆石坝的重要防渗结构,对大坝安全和正常运行起着关键性作用。通过蓄水期、运行期面板应力应变和周边缝变形观测资料分析,可以对混凝土面板和周边缝工作性态进行评价,对坝体稳定和防渗性能进行评估。分析结果表明,水压力作用下堆石坝面板主要承受压应力,坝肩部位局部受拉,周边缝变形以沉降为主,与水位变化关系较明显。     

小湾水电站分期蓄水实践与拱坝工作性态跟踪评价

介绍了小湾水电站分期蓄水工作的组织与实施,对蓄水期拱坝坝基坝体变形及应力应变、坝基渗流等安全监测成果进行了分析评述,分析结果对了解拱坝整体工作性态及指导后续蓄水工作具有重要意义。     

西域砾岩区沥青心墙砂砾石坝工作性态分析

文章结合西域砾岩区某沥青混凝土心墙坝的设计、施工及监测成果,对施工期、蓄水期沥青混凝土心墙堆石坝的变形及应力应变的安全监测资料进行了分析,重点讨论了大坝及心墙变形和应力、心墙温度、大坝渗流和坝后渗漏等关键监测内容。分析表明大坝及其心墙现阶段变形稳定,应变、应力测值和温度变化正常,工作性态良好。其中关于大坝及绕坝渗流场形成的过程及渗漏情况分析,可为今后大坝的运行安全及同类地质条件下大坝防渗设计提供经验借鉴。     

溪洛渡特高拱坝蓄水初期工作状态评价

本文对溪洛渡拱坝蓄水阶段原型监测成果进行归纳总结,论术了监测数据的同步性、连续性、规律性和收敛性特征,初步评价了大坝的运行状态,基于数值仿真反馈分析,研究了大坝受力变形特性的机理,重点阐述了拱坝库盆沉降、上部谷幅收缩效应,分析了坝踵压应力的合理性。结果表明:溪洛渡拱坝初期蓄水期拱坝变形与水库水位变化过程一致,连续变化且符合客观规律,整体时效变形呈现收敛态势;由于溪洛渡特殊的地质条件,库盆压力对大坝变形影响较大,但不影响整体安全稳定;拱坝应力分布良好,坝肩推力在坝基内扩散明显,处于可控状态。综合分析认为,溪洛渡拱坝蓄水过程安全可靠。     

拱坝坝后局部加固对大坝工作性态影响研究

为明确坝后局部加固体对拱坝工作性态的影响,应用结构多场仿真与非线性分析软件SAPTIS对50年后拱坝任意时刻温度场进行仿真模拟,研究了某拱坝无、有加固体情况下大坝在典型工况下的变形、应力差异和结合面状态。模型中,坝体和基础网格采用六面体网格,边界约束条件为地基底面、地基侧面以及上下游面加法向链杆约束,并考虑了正常水位和水库水温变化过程、气温变化过程、混凝土水化热、太阳辐射等影响。结果显示:在正常温降情况下,该大坝无加固体和有加固体时,向下游变形分别为23.1 mm和20.1 mm,差别为13%,在正常温升情况下,差别达20%;有加固体时,上游面边缘部位受拉区域范围增加,与下游加固体尺寸大致相同,但拉应力最大值明显减小,由1.3 MPa减小为0.9 MPa。结果表明:大坝与加固体结合面普遍处于压剪状态,上部边缘区域应力集中现象明显,内部应力较小;坝后局部加固体增大了坝体刚度、减小了大坝向下游变形、改变了坝体应力分布规律,使得应力分布更均匀化,对大坝工作性态有一定改善作用。     

小湾水库蓄水对混凝土拱坝坝体诱导缝的影响分析

通过研究诱导缝监测仪器在蓄水过程中监测资料的变化规律,分析评价了诱导缝的工作状态,蓄水过程中诱导缝工作性态基本正常,但17号、18号、20号、21号、24号、26号坝段上游坝面止水前后或与基础存在渗水通道,日常巡视检查时需重点关注,尤其是高水位时应加强巡视检查工作。     

特高拱坝施工期及蓄水初期变形监控模型

以实测资料为依据,利用多元回归分析法建立了特高拱坝蓄水期特殊安全监控模型,对特高拱坝蓄水期间的各关键影响因素进行定量分析,以此为特高拱坝蓄水期工作性态安全评价提供技术支持。     

拉西瓦拱坝施工部署对大坝工作性态的影响研究

混凝土拱坝是整体性结构,但在施工建造时需分段浇筑,设横向收缩缝。同时,根据大坝浇筑情况坝前蓄水也要分期进行,本文以拉西瓦拱坝为例,研究了分期施工、分期蓄水以及坝体横缝对大坝工作性态的影响。     

小湾拱坝蓄水期应力应变性态分析

应用变形法对某高拱坝坝踵应变计组进行了应力计算，采用统计模型分离了影响应力的各个分量，分析了蓄水期前后应力变化规律和主要影响因素，比较了相同水位下应力变化情况，结果表明：坝踵处水压分量是影响应力的主要因素，在水位抬升的过程中，压应力减小，坝踵处应力性态总体正常。     

自重与初次蓄水对特高拱坝应力的影响

以小湾拱坝为例,对不同自重施加方式及初次蓄水条件下大坝的应力进行了三维数值仿真分析。对不同施工方案的应力对比研究结果表明,自重施加方式、封拱灌浆过程及初次蓄水均对坝体应力分布有较大影响,自重全部由梁承担过小地估计了坝体上游拉应力,而整体施加自重、水压时,计算得到的拉应力偏大,从计算精度考虑,小湾拱坝应力计算按10次以上的分期浇筑、分期封拱及分期蓄水过程模拟为宜。