复杂地质条件下高拱坝整体稳定研究与软弱结构强度弱化效应影响分析

锦屏一级高拱坝坝高库大,坝址区地质条件复杂,坝与地基整体稳定问题突出。工程蓄水运行后,坝肩结构面及软弱岩体的强度在高应力、强渗压的长期作用下将降低,对拱坝整体稳定更为不利。为评价加固后工程安全性,由水岩耦合三轴试验得到各软弱结构面强度在不同条件下的弱化率,并在此基础上采用综合法地质力学模型试验。由于试验技术限制,对结构面无法实现分区降低破碎带及影响带强度,综合各方面因素,模型试验最终采用破碎带统一降强30%的弱化方案。针对软弱结构面强度弱化效应对整体稳定的影响,采用三维非线性有限元软件对破碎带统一降强30%（方案一）和破碎带及影响带分区降强（方案二）进行计算分析,通过对比两方案计算结果,正常工况下方案二坝体变位较方案一增加幅度约-0.2%~2.24%,坝肩变位值较方案一增加幅度约-2.35%~1.72%,超载工况下坝体变位增加幅度约-4.68%~9.23%。两方案下坝体及坝肩抗力体变位、破坏过程及机理规律相似,量值相近,且试验与计算成果相近。综合分析认为,锦屏一级拱坝模型试验采用在破碎带统一降强30%来模拟破碎带及影响带分别降强是合理可行的,试验成果是可靠的。     

岩溶角砾岩物理力学特性现场试验研究

针对白马航电枢纽采用混凝土重力坝,两岸坝肩分布有岩溶角砾岩,其粒径大小不一,基本呈散粒状、较疏松,且夹有泥质条纹条带,开挖后形成的高陡边坡存在变形稳定问题。本文根据边坡及坝基稳定性分析的需要,对岩溶角砾岩开展了岩体变形试验、直剪强度试验、三轴压缩试验和物理性质试验等一系列的工程岩体试验研究,取得了一系列较完整的试验成果。在此基础上结合工程地质情况,采用工程地质类比法提出了该电站的岩溶角砾岩力学参数试验建议值：变形模量0.05～0.25 GPa,弹性模量0.25～0.50 GPa,抗剪断强度f′为0.4～0.6,c′为0.08～0.3 MPa,抗剪强度f为0.35～0.45。     

拱坝坝肩含断续节理岩体破坏机理研究

结合金沙江溪洛渡高拱坝坝肩岩体断续节理的特点,采用模型的试验研究方法,根据断裂力学理论模拟了含断续节理岩体抗剪强度的相似性,研究了坝肩岩体的破坏过程,破坏形态和破坏机理。     

基于非线性有限元的高拱坝坝肩稳定性分析-研究生论坛

处于复杂地质条件下的拱坝,坝肩岩体稳定性问题是其发生事故的重要原因之一。某水电站拱坝右坝肩发育有靠近坝体的蚀变集中带及沿该集中带的多条断层,左坝肩在坝肩槽不同高程有多条断层出露,地形地质复杂。为了正确合理地研究其坝肩岩体的稳定特性,根据水电站坝址区地形地质条件,充分考虑拱坝左右坝肩的主要断层及蚀变带等不利地质构造,建立三维有限元模型,模拟拱坝及坝区岩体在正常运行及温降工况下的应力场,采用点安全系数法分析坝肩岩体在加固和未加固的情况下的稳定性,并运用综合强度储备法评价坝肩的极限承载能力。研究结果表明,坝肩岩体点安全系数均处于合理范围内且相对较高,综合安全系数相对较大,说明坝基加固措施合理有效,坝肩具有较强的承载能力。     

基于非线性有限元的高拱坝坝肩稳定性分析

处于复杂地质条件下的拱坝,坝肩岩体稳定性问题是其发生事故的重要原因之一。某水电站拱坝右坝肩发育有靠近坝体的蚀变集中带及沿该集中带的多条断层,左坝肩在坝肩槽不同高程有多条断层出露,地形地质复杂。为了正确合理地研究其坝肩岩体的稳定特性,根据水电站坝址区地形地质条件,充分考虑拱坝左右坝肩的主要断层及蚀变带等不利地质构造,建立3维有限元模型,模拟拱坝及坝区岩体在正常运行及温降工况下的应力场;采用点安全系数法分析坝肩岩体在加固和未加固的情况下的稳定性,并运用综合强度储备法评价坝肩的极限承载能力。结果表明:坝肩岩体点安全系数均处于合理范围内且相对较高,综合安全系数相对较大,说明坝基加固措施合理有效,坝肩具有较强的承载能力。     

基于ANSYS的拱坝坝肩及坝基整体稳定分析

结合拱坝坝肩与坝基的地形、地质特征以及软弱结构面分布状况,通过ANSYS软件建立拱坝天然地基条件下的三维数值模型,并进行超载法计算,分析坝体变形与应变特征、坝肩和断层的变位分布特征、坝肩的破坏形态和过程,得到整体稳定超载安全系数,评价拱坝的安全度,为工程设计、施工和加固处理提供依据.     

平硐综合物探在双曲拱坝坝肩深卸荷勘探中的应用

叶巴滩水电站为双曲拱坝水电站,坝区岩体结构复杂,坝高高,拱坝坝肩抗滑稳定性是关键的工程地质问题,位于坝肩50m以里的深卸荷岩体,在大坝的作用力下将形成滑动面,这对拱坝的稳定性构成了极大的威胁。为了划分出新鲜岩体中的深卸荷岩体,并圈定深卸荷岩体的空间展布,采用平硐声波、平硐地震波CT成像综合物探手段对坝肩深部卸荷岩体进行划分、圈定。结果表明,综合物探手段对划分深卸荷岩体、了解其空间分布效果显著。综合物探手段为拱坝坝肩抗滑稳定性研究提供了依据,也为整个拱坝设计及基础处理提供了科学指导。     

拱坝坝肩稳定的三维地质力学模型试验研究

本文引用强度储备的概念，通过拱坝坝肩稳定的三维地质力学模型试验，采用变温相似材料来模拟岩体及断夹层力学参数在工程长期运行中逐步降低的演化过程。总结出了新技术和方法井结合工程实例，用强度储备与超载相结合的方法，探讨了拱坝坝肩失稳的破坏过程、破坏机理和破坏形态，得出了综合稳定安全度，提出了坝肩需要加固处理的具体措施和建议，为工程的设计和施工提供了参考依据。     

拱坝稳定分析的非线性有限元强度储备系数法应用研究

在有限元理论基础上,借助ANSYS平台结合强度储备安全系数法的实施步骤,可以很好地模拟混凝土拱坝工程中的抗滑稳定问题,通过算例的计算表明其相应的安全系数与理论值基本吻合.该方法用于拱坝的抗滑稳定分析,不仅得到坝肩的稳定安全系数还可以对断层滑裂面进行相关的求解.     

真实水压作用下裂隙大理岩蠕变特性试验研究

软弱层间带裂隙岩石的水压弱化效应是水利工程长期稳定研究的重要方向。针对锦屏一级坝肩软弱层间带裂隙大理岩在高水压力作用下的长期变形特性,采用特定的岩石流变试验系统,开展不同水压作用下预制裂隙大理岩的蠕变试验,结合典型蠕变过程曲线分析水压对裂隙岩石蠕变变形、蠕变速率、蠕变破坏荷载及长期强度的影响,并基于蠕变破坏断口的电镜扫描成果,从细观角度分析岩石蠕变破坏机制。结果表明：裂隙岩石宏观破裂现象与断口微观特征相吻合,随着水压的增加,岩石破裂形式逐渐由张拉破裂向剪切破裂过渡,破裂断口由凹凸锯齿状逐渐趋于平滑。压力水沿岩石裂隙的“楔入”可加速原始裂纹的发育,促进岩石的蠕变发展,水压越大,“楔入”效应越明显,加速蠕变速率越大,加速阶段持续时间越短,蠕变破坏的分级荷载越小;相较于稳定蠕变阶段,水压对加速蠕变阶段的影响效应更大。裂隙岩石长期强度约占完整岩石峰值强度的50%~70%,水压的增大会降低岩石的长期力学性能,并加速岩石的蠕变破坏,工程中建议取稳定蠕变阶段最大一级强度作为裂隙岩石的长期强度。研究成果的应用可提高锦屏一级水电站长期稳定运行评估的准确性,并为裂隙岩石蠕变本构模型研究提供重要支撑,具备显著的工程应用与理论研究价值。     

沙牌高RCC拱坝渗流特性及对坝肩稳定性的影响

沙牌高ＲＣＣ拱坝是国家“八·五”和“九·五”科技攻关项目重点依托工程,由于拱坝坝肩相对单薄,坝肩岩体中存在遇水易于软化的绿片岩,坝址区的渗流特性及对坝肩稳定性的作用与影响是工程非常关心的问题,本文根据沙牌坝址区水文地质条件及坝基防渗处理设计措施,运用三维有限元数学模型,研究坝基（ 肩） 渗透压力的空间分布特征及坝基排水廊道的渗透流量,并针对坝基防渗帷幕和排水孔幕不同施工质量,对坝基渗流特性及坝肩稳定性的作用与影响进行敏感性分析。     

坝体温度场时空分布模型

针对坝体埋有一定数量温度计的特点,根据热传导理论,以坝体边界,坝内温度计的测值为约束条件,采用有限单元法分析坝体温度场时空分布,并研制了相应的计算程序。     

世界高土石坝发展综述

通过大量的实例，分析回顾了高土石坝的发展历程和现有的发展水平，指出了高土石坝和混凝土面板堆石坝具有旺盛生命力的原因。     

谈橡胶坝坝袋抗磨损措施

分析了橡胶坝坝袋在运行中易产生磨损的部位及其产生磨损的原因,并以仙居永安溪橡胶坝设计为例,阐述了设计中考虑的抗磨损方案、施工中采取的抗磨损措施、运行管理中遵循的合理调度原则.工程实例证明通过设计、施工控制及运行管理能有效降低坝袋磨损,达到延长坝袋寿命、提高工程效益的目的.     

尾矿坝渗流场与应力场耦合作用的数值分析

在分析岩土介质渗流场与应力场耦合的用机理的基础上,建立二者耦合模型。以此为基础,针对具体的尾矿坝,进行渗流场与应力场相互耦合的数值模拟。模拟计算了单独考虑渗流场,单独考虑应力场以及两场耦合情况,并将三种情况进行了对比分析。结果表明:在耦合场中渗流量比单独计算时小;耦合场中沉降量比单独计算时大,且最大沉降量发生区域大致相同;耦合场中各向应力总量最大值比非耦合场中大,局部出现应力集中现象;耦合场中应力等值线分布规律与非耦合场基本一致。     

重力坝三维有限元分析

以三维有限元法为基础,对故县水库重力坝坝体及基础进行结构分析,计算坝体在5种工况下的应力、位移,并对计算结果进行详细分析.指出坝体应力在几种工况下绝大部分处于受压状态,坝踵区出现了应力集中现象;在温度荷载的作用下,坝体发生了较大的变形,温升时坝踵处产生较大的压应力,温降时产生拉应力.由于横缝作用,拉应力值不大;在地震动力荷载作用下,坝体最大动位移出现在坝顶上游侧,在坝踵和坝趾处均出现应力集中.这些结论供同类型的重力坝设计和复核作参考.     

混凝土拱坝浇筑温度场的有限元仿真分析

研究混凝土拱坝浇筑过程的瞬态温度场。研究中,用瞬态热传导有限元分析方法,得到了整个施工过程中拱坝温度的时间和空间分布规律,为控制混凝土拱坝的温度应力提供了依据。     

枢纽分散泄流对下游河道通航水流条件的影响研究——以景洪电站为例

应用平均水深有限元法平面二维水流数学模型,以景供电站大坝泄流为例,采用流场一致判别标准,分析了大坝全断面泄流和分散泄流坝后流场的变化情况和流速的分方．得到了大坝分散泄流与全断面泄流流场趋于一致的最大沿程距,建立了泄流流量与最大沿程距间的关系式,确保汛期船舶的行船安全情况下,为大坝孔口泄流提供科学依据．     

Hardfill坝与重力坝结构特性对比分析

摘 要：Hardfill坝是一种介于重力坝与土石坝之间的新坝型,其基本剖面为对称梯形,上游设防渗层,采用一种称为Hardfill的低强度材料通仓碾压填筑。为了解Hardfill坝的结构安全性能,以重力坝作为参照,运用结构模型试验方法,结合有限元数值模拟,对Hardfill坝的应力和变形进行研究,分析其结构方面的特点及优势。研究结果表明：Hardfill坝在各种工况下均有良好的工作性能,坝体以压应力为主,整体应力水平较重力坝低,应力梯度较小,且基本沿剖面中心线呈对称分布,无明显应力集中。在相同超载倍数下,Hardfill坝坝体变位较重力坝小。对比表明,Hardfill坝极限承载能力强,超载系数大,坝体应力分布均匀,是一种高安全性的坝型。     

碾压混凝土重力坝温度场实时仿真技术研究

建立在理想状态的温度场仿真分析可以反映实际温度场的变化规律,但是施工过程中一些偶然因素会导致仿真出现偏差。论文结合分布式光纤测温技术和有限元技术,以百色碾压混凝土重力坝为实例,通过采用实测数据修正温度场初始条件的方法,得到实测数据、理想仿真数据及实时仿真数据的对比曲线。结果表明修正后的实时仿真更能准确反映温度场变化规律,对温度控制更具有指导意义。