溪洛渡特高拱坝初期蓄水期监测反馈分析

基于溪洛渡拱坝初期蓄水阶段各类原型监测成果,利用数值反馈分析方法,通过整合集成综合分析、数值模型反馈分析以及定性、定量数值判断,建立了一整套特高拱坝监测反馈分析方法,完成了对溪洛渡初期蓄水期大坝安全状态评估,并预测了后期蓄水大坝的受力变形特性。文章首先系统梳理分析大坝监测成果并进行归纳总结,初步评价了大坝的运行状态,建立若干监测反馈分析目标;其次,运用数值仿真实验,通过反演正分析使数值分析成果逼近原型监测成果,进而分析大坝受力变形特性的机理;最后,利用数值模型对大坝后期蓄水过程及运行状态进行预测评估。分析表明:建设期大坝根据浇筑形象面貌及封拱灌浆面貌分阶段完成自重时空受力变形状态分布,符合大坝常规变形特征;初期蓄水期拱坝整体向下游和两岸山体方向变形,河床坝段径向位移大于岸坡坝段,对称性较好;坝基受力变形稳定,坝肩推力在坝基内扩散明显,符合力学规律,处于可控状态;后期蓄水预测受力变形规律良好。综合分析认为,溪洛渡拱坝蓄水过程安全可靠。     

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。     

重庆江口水电站拱坝施工期混凝土应力应变监测成果分析

通过对江口水电站超薄双曲拱坝典型部位施工期和工程下闸蓄水初期应力应变监测资料的计算，分析了监测断面内的混凝土应力应变大小、变化规律、分布情况以及影响因素等．在基本了解了该拱坝各个部位的受力变化、分布规律、应力变幅及其稳定性的基础上，对整个建筑物的运行实态有了比较准确的把握；同时也验证了设计．     

溪洛渡水电站初蓄-运行期大坝渗流监测成果分析

溪洛渡拱坝最大坝高285.5 m,蓄水之后,渗流广泛存在于坝体和坝基之中,可能会威胁大坝安全。为掌握大坝的渗流状态,根据溪洛渡水电站初蓄-运行期大坝渗流监测成果,分析和评价了渗流变化规律和分布特征,为评估大坝运行安全提供依据。结果表明:溪洛渡大坝防渗帷幕及排水幕效果良好,帷幕后及排水幕后渗压折减系数均在设计允许范围以内,绕坝渗流状态合理,渗流量趋于稳定,大坝在初蓄-运行期的渗流发展过程和分布特征符合一般的认识规律,状态正常。     

特高拱坝安全监测可视化系统研发

针对特高拱坝运维期内海量安全监测数据管理可视化程度不足,效率低下的问题,利用数据库、.NET开发平台以及VTK可视化系统等技术,研发了一套适用于特高拱坝的安全监测可视化系统。将安全监测数据库、工程场景、VTK三维可视化引擎在可视化平台中进行有机的融合,各安全监测信息以及分析成果可以以二维图形、三维云图和表格等方式实时、动态的呈现,实现了各安全监测信息的信息化和可视化,所见即所得。该系统为安全监测管理人员提供了一个直观、高效的信息可视化安全管理辅助系统,具有一定的应用价值。     

基于原型监测的小湾特高拱坝首蓄期坝基变形特性分析

基于原型监测和数值仿真试验成果,研究了小湾特高拱坝首蓄期坝基变形特性。通过集成和整合理论推导、相关分析、综合过程线对比分析、工程类比、数学模型分析等定性和定量分析手段,形成了一套变形分析和状态评估的方法。首先,运用实测值过程线分析、特征值统计、相关分析等定性半定量方法归纳和总结了坝基的变形特征,找出若干需要重点关注的＂疑点＂问题。然后,运用相关分析、数学模型分析、成因分析、数值仿真试验等定量方法进行物理解释和机理分析。最后,运用工程类比、模型监控等综合比较的方法,对坝基的变形状态进行评估。分析发现：首蓄期小湾坝基整体向下游和两岸山体方向变形,径向水平位移明显大于切向水平位移,河床坝段径向位移大于岸坡坝段径向位移,变形空间对称性总体较好;拱端切向变形较小,未见重大异常。河床坝基径向变形尽管较大,但变化符合力学规律,当前仍处于可控状态。综合分析认为,小湾特高拱坝经受了1 218m高库水位作用的考验,坝基变形规律总体正常。     

大坝施工期应力应变监测资料分析

对某坝5向应变计组、无应力计实测应力应变资料进行计算分析,得出了该坝混凝土的温度膨胀系数、自生体积变形、单轴应变,利用变形法反推应变计组的实际应力,并对实际应力分布情况进行了分析,得出了该坝重点监测部位应力应变情况.     

溪洛渡拱坝泄水深孔应力分析

溪洛渡双曲拱坝坝身共布置7个表孔,8个深孔,以及10个导流底孔。其中深孔孔口尺寸为6m×6．7m,泄水水头高105m,深孔出口处闸墩最大悬臂长达24．87m,闸墩最小厚度为3．5m,支撑大梁尺寸为8．0m×7．0m×5．0m（长×宽×高）,另外出口处弧门推力巨大,单孔弧门推力最高达82857kN,其应力应变状态极为复杂。采用三维有限元法对溪洛渡拱坝建立精细整体模型,对深孔部位进行应力分析研究。分析表明：溪洛渡拱坝闸墩预应力吨位和布置合理,表现在深孔孔口应力在进口段、孔身以及出口段可以满足设计应力要求;对于工况三（正常蓄水＋温降＋弧门挡水）大坝运行时,支铰大梁和闸墩下游端部出现拉应力最大极值,拉应力分别为3．0MPa和2．6MPa,但是分布范围有限,可以通过适当配筋满足设计要求。另外,文中还与二滩拱坝中孔孔口应力进行了类比分析,结果表明溪洛渡深孔孔口应力与二滩中孔类似,孔口角缘压应力存在偏压现象,但由于溪洛渡拱坝孔口周围温降荷载小,使得溪洛渡孔口内壁拉应力极值小于二滩。     

小湾特高拱坝首蓄期坝体变形特性分析及评价

针对小湾特高拱坝首次蓄水期坝体变形备受关注的几个焦点问题,运用综合过程线对比、数学建模、数值仿真、数理统计分析等定性和定量方法进行分析,结果表明:小湾大坝坝体蓄水早期向上游方向倾斜(主要与库盘下沉有关),库水位是首蓄期坝体变形的最主要影响因素,坝体时效变形已趋于收敛。通过将数值仿真成果与实测值比较、模型分析与实测值比较、设计预警指标与实测值比较、小湾工程与同类工程实测值比较,认为小湾水电站特高拱坝经受了正常蓄水位工况下的综合考验,尽管变形量值较大,但变形规律总体正常,首蓄期大坝处于安全状态。     

严寒区水电站混凝土拱坝渗流初蓄—运行期监测成果分析

混凝土拱坝蓄水后,在水荷载作用下,坝体渗流安全不能处于全面受控状态。为掌握严寒区混凝土拱坝的渗流状态,文章根据初蓄—运行期大坝渗流监测成果,分析山口水电站坝基扬压力、坝体渗流、绕坝渗流、渗漏的变化情况。结果表明：受严寒地区温控难度大影响,部分测点渗压出现异常情况,但不影响大坝整体安全运行;帷幕后渗压折减系数符合设计要求,坝体渗压规律基本合理,绕坝渗流变化较小,渗漏量远小于经验值。大坝在初蓄—运行期的渗流变化符合一般认知规律,大坝渗流处于安全状态。     

特高拱坝温度应力仿真与温度控制的几个问题探讨

特高拱坝由于底宽大、岸坡陡,故采用通仓浇筑时施工期的温度控制难度大。特高拱坝的温度场和温度应力有如下几个特点:(1)约束面长且约束强,在二期水冷时约束区会存在上下两个约束面;(2)最低温度出现在封拱灌浆水冷终了时,此时也是拉应力最大的时刻,因此二次水冷是温度控制的关键时刻;(3)陡坡坝段应力大,温控难度大。结合如上特点,以小湾、溪洛渡两座拱坝为例,通过仿真分析结果,讨论施工期温度场、应力场仿真分析的基本要求,及温度控制中需注意的几个关键问题。结论认为:(1)除强约束区很容易出现裂缝要特别注意外,非约束区同样要严格进行温度控制;(2)二期冷却前或过冬前要进行一次大范围中期冷却,以降低二期水冷的降温幅度,同时要严格控制降温速率;(3)冷却区高度要大于2个灌区高度或0.3~0.4L;(4)应以精细仿真分析的结果作为特高拱坝温度控制的依据,如有条件应进行全坝仿真,无条件时则须以3个以上坝段为对象进行仿真分析。     

广西威后水电站碾压混凝土拱坝应力应变、渗流安全监测设计

安全监测是碾压混凝土拱坝设计中非常重要的组成部分,结合工程建筑物的结构特点,从时间和空同上对建筑物的工作状况进行监控,从而做到投资省、效果好、达到安全监控的目的,指导施工和运行.监测资料能为施工提供可靠的依据.并为以后碾压混凝土拱坝的设计、施工积累经验,本工程大坝为碾压混凝土拱坝,最大坝高77m,建筑物等级为2级建筑物.根据规范及工程地质的特点.本工程监测项目有:大坝变形监测,大坝应力应变监测,渗流渗压监测,自动化采集系统等.     

溪洛渡拱坝陡坡坝段施工期温度应力仿真分析

溪洛渡拱坝是拟建的世界上最高的混凝土拱坝之一,由于陡坡坝段在施工期与运行期的受力状态均比较复杂,存在较大面积的应力集中分布。为恰当地选择温控措施,缓解基础约束应力,本文选取了4号、25号坝段作为冬季与夏季施工的代表,进行三维有限元仿真计算,得到了不同浇筑时间、不同分层方法下陡坡坝段的温度与温度徐变应力分布规律,并进行了几种可行温控措施的敏感性分析,为陡坡坝段采取合适温控措施提供依据。     

溪洛渡高拱坝运行初期应力应变监测资料分析

通过分析溪洛渡高拱坝运行初期无应力计和应变计组监测基本情况,建立了坝体混凝土应力应变监测资料分析流程,构建了溪洛渡水电站高拱坝应力应变监测资料分析模块,对坝体混凝土的自生体积变形和应力状态进行了计算。计算结果表明,溪洛渡高拱坝大部分无应力计为收缩型,拱坝混凝土自生体积变形随龄期变化稳定;坝体强约束区和典型坝段总体呈受压状态,局部存在少量拉应力,影响范围和计算值均较小。     

基于原型监测资料的特高拱坝变形实时风险率模型

混凝土坝风险率分析模型通常基于结构极限状态功能函数对单个监测点一维时间序列建模,未考虑变形监测点之间的相关性及多重共线性问题.基于原型监测资料,考虑各分区所有测点的相关性及不同分区变形之间的协同性,引入面板数据理论对特高拱坝监测点进行聚类分区,在拟定单测点风险率函数的基础上,提出计算特高拱坝变形分区单测点实时风险率的方...     

铜头双曲拱坝监测资料分析

铜头大坝是建在低弹模、不利地质构造基岩上的高拱坝 ,为保障大坝安全 ,需进行监测。对大坝的温度、应力、应变及坝肩锚索等监测资料进行分析 ,探讨双曲拱坝的应力变形特点及施工和设计上应注意的问题。     

特高拱坝结构安全度再评价

规范中的拱坝结构设计安全度并不完全代表拱坝结构的实际安全度,两者之间存在一定的差异,从而造成业界难以合理认识拱坝安全度的真实水平。结合国内数座已建、在建特高拱坝相关资料,基于多拱梁法,通过拱坝混凝土实际强度这一影响因子的探讨及修正,以及大坝结构最大可能应力的修正,推导出了拱坝结构的实际可能安全度。分析认为,当前规范对应的安全控制标准可以确保拱坝结构实际安全度大于1.0,实际安全裕度是较为合理可靠的。     

二滩拱坝应力监测分析

介绍了反馈分析中二滩拱坝实测应力与应力全过程计算的成果，并进行了对比。结果表明，两者规律一致，应力量级相同，应力分析结果可以作为评判大坝强度安全的依据。大坝在整体上是安全的。     

基于原型监测的特高拱坝软弱带置换效果评价

特高拱坝蓄水后所受的总推力巨大,坝肩是关键受力部位,合理评估置换体加固效果将直接影响到工程的安全性和经济性。以原型监测为基础,采用实测值分析与理论推导相结合的方法,对小湾特高拱坝坝肩回填效果进行分析和评价。结果表明：接触带压应力过程线经历了增大和稳定2个阶段;接缝开合度过程线经历了温升压密、温降张开和稳定3个阶段,开合度与温度分段线性相关;围岩呈稳定态势,变形主要集中在前3个月,离洞口6m范围受开挖影响较大,16m为围岩松动圈范围。钢筋温度应力的理论值与实测值偏差较小。综合分析认为：回填体与围岩结合良好,有很好的传力性能;回填体及围岩应力、变形正常;回填效果好。     

水利工程混凝土应力应变监测资料分析探讨

为提高水利工程混凝土应力应变监测成果的可靠性和正确性,从无应力计、应变计监测资料的处理和利用、基准值的选取等方面作简要探讨,明确了应力应变计算的细节和要点,可为监测设施埋设、监测资料分析人员提供参考。图4幅,表1个。