沙牌拱坝经受了超强地震的考验

沙牌拱坝高132m,是我国于上世纪末建没的世界最高碾压混凝土拱坝.拱坝抗震设防烈度为7度.5·12汶川大地震震中距离坝址约36公里,波及到坝址的影响烈度约9度,震时水库水位为正常蓄水位.震后检查,拱坝工程未发现明显的震损破坏,包括横缝和诱导缝均无明显张开迹象.本文在叙述拱坝设计与建设的基础上,就拱坝结构与基础的抗震安全作了初步复核分析,沙牌拱坝仍可继续发挥正常的挡水任务.     

溪洛渡水电站拱坝设计

通过对溪洛渡混凝土双曲拱坝坝体应力分析，基础变模值的改变和坝身开孔等对坝体应力影响分析以及就坝基玄武岩发育的层间层内错动带进行坝肩大块体，小块全和阶梯状滑块的稳定分析，并应用三维非线性整体稳定分析计算，综合评价了溪洛渡拱坝设计的合理性。     

大跨径尾水岔洞开挖与衬砌稳定分析

 针对目前国内外水利工程中大跨径地下尾水岔洞开挖与衬砌稳定分析现状,对其存在的主要问题进行讨论。总结大跨径尾水岔洞开挖与衬砌稳定的分析方法,包括数值模型建立原则、分析内容、流程、评价指标等。应用此分析方法,对溪洛渡水电站尾水岔洞开挖与衬砌稳定开展研究,包括大跨径尾水岔洞开挖过程中变形、应力及屈服区分布特点,以及不同应力释放荷载条件下的喷锚支护效果;针对运行和检修工况,分析岔洞围岩、衬砌结构的变形及应力分布情况,变形计算结果与监测结果一致。通过实际工程分析与应用,表明所建议的大跨径地下尾水岔洞开挖与衬砌稳定分析方法可用于指导同类岩土结构工程设计。     

渗流场作用的地基变形对高拱坝结构的影响

通过三维有限元方法进行了溪洛渡拱坝渗流场分析,并采用增量荷载法研究考虑了渗流场通过地基变形作用于高拱坝结构的影响。结合溪洛渡工程,研究了渗流场对高拱坝地基变形的影响,包括横河向和顺河向两方面。对比蓄水前后,采用增量荷载法,研究地基变形增量对高拱坝结构应力和变形的影响及大小。研究成果初步表明渗流场是影响溪洛渡拱坝监测资料反映的径向往上游变形的影响因素之一,后续将深入研究岩石与水力学作用,分析和掌握因水库蓄水而产生的各类荷载以及岩石力学性质的变化,最终明晰高拱坝结构变形机理和真实工作状态。     

层间层内错动带对溪洛渡高拱坝坝肩(基)稳定性的影响研究

在细致模拟溪洛渡高拱坝坝址区层间层内错动带空间展布和连通特征的基础上,采用三维非线性有限单元法,定量分析了层间层内错动带的变形和超载破坏规律,重点对比分析了不同高程层间错动带的相对变形,评价其对坝体稳定性的影响。结果表明,在高高程的层间错动带如C9、C8等,其下层面向下游的位移略大于上层面向下游的位移;而建基面以下的C3、C2、C1由于上表面受坝基推力作用更大,致使下层面向下游的位移小于上层面向下游的位移。左右岸均存在一个相对位移的转捩高程(约在G5 390m高程左右),在该高程上的层间错动带的相对变形接近于零。坝基下部层间错动带C3对坝踵变形和稳定性影响最为显著。     

溪洛渡特高拱坝建基面嵌深优化的分析与评价

 对特高拱坝建基面嵌入深度优化的分析与评价是当前水利工程中的重点研究方向之一,具有重要的学术和工程意义,其研究成果可为制定新的优化与评价标准作参考。在分析国内外特高拱坝建基面优化分析与评价研究现状的基础上,总结特高拱坝建基面优化分析与评价的原则与工作步骤。就建设中的溪洛渡特高拱坝建基面嵌入深度的优化设计,采用三维非线性有限元法和三维地质力学模型试验,对3种建基面嵌入深度方案,即可研方案、优化方案和比较方案的坝体应力、整体稳定、超载能力等进行分析评价。论证溪洛渡拱坝基础利用III1级岩体和上部高程部分利用III2级岩体作为大坝基础的可行性;实施中的建基面嵌深采用优化方案。优化方案较可研方案减少基础开挖和大坝混凝土工程量各100多万立方米,节省直接投资约7亿元,经济效益十分显著。     

高拱坝安全度评价方法研究

介绍了目前高拱坝安全评价的几种方法,指出了现存拱坝安全度评价方法的缺点。提出基于有限元分析结果的高拱坝安全度评价体系,研究了坝体裂缝对大坝工作性态的影响,给出了坝体内容许裂缝长度。结合溪洛渡高拱坝工程,阐述了基于弹性或弹塑性有限元分析并综合考虑大坝坝体、建基面和坝基岩体破坏的拱坝安全度评价方法,强调了高拱坝长期安全度评价的重要性。     

二滩拱坝应力仿真及参数敏感性分析

本文基于已有的二滩拱坝温度荷载和材料参数反馈分析结果,对该坝运行期的应力状态进行了仿真分析。研究发现,坝面最大拉应力与气温密切相关并随季节周期性变化,冬季时下游面左右岸最大主应力分布明显呈不对称分布,左岸基本上以压应力为主,而右岸则出现较大拉应力区,最大值可达到2MPa以上。材料参数和温度荷载敏感性分析表明,冬季时下游坝面右岸出现的较大拉应力是由于大坝右岸基岩蚀变带和右 岸下游坝面温度偏低所共同造成的,但蚀变带弹模的变化对坝体应力的影响是局部的,不致于对大坝的安全运行产生不利影响。     

拱坝坝肩稳定分析的分部安全系数讨论

根据目前拱座稳定分析所存在的一些问题,结合二滩等工程实例,对拱座稳定破坏机制、岩体参数统计取值、刚体极限平衡分析计算模型、稳定安全判别准则等进行了讨论;研究了刚体极限平衡法的分部安全系数计算模型,并作了初步验证。     

二滩拱坝孔口应力分析

本文运用有限元法分析了二滩拱坝孔口群的孔口应力及其对坝体应力的影响。分析表明:溢流表孔削弱了坝体顶部拱圈的承载能力,中孔和底孔仅导致局部应力集中,而整个孔口群对坝体安全无影响。