分缝对混凝土高拱坝的地震影响分析

拱坝属于分段浇筑的高次超静定空间壳体结构,各坝段间设有沿拱向均匀排列的竖向伸缩横缝,大坝遭遇地震时,中上部拱圈产生的动拉应力将抵消并超过静载作用下的压应力,使横缝面沿法向张开,并随地震的交变作用而反复出现"渐开渐合"现象,因此研究分缝对混凝土高拱坝的地震影响具有重要的工程意义及实用价值。利用有限元分析软件ABAQUS模拟了白鹤滩水电站拱坝,研究了坝体在地震荷载作用下有横缝和无横缝两种情况下的地震影响。计算与分析结果表明,横缝的存在对坝体的位移有明显的增加作用,同时降低了坝体的整体性与刚度,局部区域有较大的压应力,坝体应尽量少分缝。     

基于NB35047-2015规范的锦屏拱坝抗震复核

能源行业标准《水电工程水工建筑物抗震设计规范》(NB35047-2015)已于2015年9月1日颁布实施。介绍了依据该规范开展的锦屏一级高拱坝抗震安全复核工作。主要内容包括:基于设定地震的场地相关设计反应谱研究;采用动力拱梁分载法、线弹性有限元法和非线性有限元法,进行设计和最大可信地震作用下的应力和坝肩岩体动力稳定分析;在选定的人工地震波基础上,采用以基岩峰值加速度在设计地震基础上比例放大的方式,进行大坝地基系统在超设计地震荷载下的地震超载能力分析。复核分析表明,锦屏一级高拱坝具有较高的抗震潜力;设计地震和最大可信地震作用下,坝体抗压强度安全满足现行抗震规范要求,且抗压强度安全有较大安全裕度,坝体拉应力基本未超过混凝土容许的应力范围,仅局部应力集中部位拉应力较大,能满足校核地震作用下"不溃坝"的设防要求。     

某水电站拱坝施工期温度仿真分析

拱坝施工期的温控防裂研究是设计和施工期需要特别关注的问题之一.采用三维有限单元法对某水电站拱坝碾压混凝土坝段和常态混凝土坝段的施工期温度场进行仿真分析.计算结果表明,薄层浇筑的层面散热效果好,层厚超过3 m后效果不明显;不同季节的层面散热效果差异较大,浇筑气温越低,层面散热效果越好;常态混凝土溢流坝段自由冷却时间较长,须采取坝体二期冷却措施,以保证按期进行接缝灌浆.     

四川泸定Ms6.8级地震大岗山特高拱坝变形特征分析

大岗山双曲拱坝坝高210 m,坝址位于鲜水河、安宁河和龙门山三条断裂带交汇处附近,其抗震设防加速度为557.5 cm/s²,是世界上抗震设防标准最高的高拱坝。在泸定Ms6.8级地震中,大坝强震监测系统记录到了完整的地震波形,且顺河向最大峰值加速度达到586.63 cm/s²,是目前国内已建200 m级高拱坝中唯一经历近场强震考验的大坝。依据大坝震后变形宏观现象和监测原观数据,对大坝坝体与地基系统变形进行了分析。结果表明：震后大坝整体向下游变形,径向位移增量在-1.53~20.04 mm之间,弦长拉伸增量在15.27~23.50 mm之间,大坝横缝在地震过程中存在开合过程,低高程横缝存在一定残余张开,增量在-0.08~0.46 mm之间,变形整体协调。同时,大坝左右岸坝肩、坝基置换块、大坝与基础等部位存在一定的残余错动,这是导致大坝产生较大残余变形的主要原因,但大坝坝体本身仍处于弹性工作状态,最终在新的平衡位置上保持稳定,表明大岗山拱坝经受住了本次强震考验。相关成果可为震后大坝安全评估、高拱坝抗震设计及研究提供参考。     

考虑上下游复杂水力联系的水库初期蓄水方案研究——以白鹤滩水库为例

制定上下游存在复杂水力联系的水库初期蓄水方案时,既要考虑上游来水、上下游用水、工程安全及库岸稳定等诸多因素,又要分析协调上下游水库配合蓄水的对策及影响。研究了白鹤滩水库初期蓄水方案,在初期蓄水时需考虑上游调节能力较好的二滩水库和乌东德水库的运行方式,下游溪洛渡水库和向家坝水库的下游生态及航运用水要求,以及梯级电站的发电计划、电力消纳和电网供电计划等。白鹤滩水库初期蓄水方案为：白鹤滩水库蓄水期间,除乌东德水库提供调蓄水量26.39亿m³外,锦屏一级和二滩水库协助提供水量29.7亿m³,需乌东德水电站按2～3台机组运行,二滩水库在2021年4月上旬末库水位应不低于1 185 m, 5月底水位消落至1 160 m,其运行方式的调整对二滩及下游桐子林等梯级总发电量和可调容量影响较小;下游溪洛渡水库和向家坝水库按满足下游生态及航运用水要求协调运行,两电站的可调容量相比运行方式调整前最大分别减少约3 083,1 593 MW。以此制定的蓄水方案保障了白鹤滩水库初期蓄水计划的如期实施,该研究思路、方法可为类似工程的初期蓄水研究提供参考。     

基于云模型-熵权法的大坝风险等级评价

大坝溃坝会造成灾难性的人员伤亡和经济损失,因此准确评价大坝的风险等级并及时加以防治对大坝安全运营至关重要。以大岗山高拱坝为工程依托,针对大坝稳定性影响因素具有复杂性和随机性的特点,提出了采用云模型评价单因素风险等级和熵权法综合评价大坝安全等级的思路。首先详细分析了影响大坝稳定性的风险因素,确定了大坝稳定性影响因素评估指标体系,并借助专家打分的方式,获得了各因素的影响分值;然后在此基础上利用云模型划分了25个三级风险指标的风险等级,结果显示均位于中风险和高风险等级区间;最后采用熵权法确定各三级指标的综合权重,计算出大岗山高拱坝稳定性加权分数5.69分,对应安全等级Ⅲ级。实践表明,云模型-熵权法评估结果可靠,符合工程实际,可为大坝风险评价提供借鉴。     

某混凝土双曲拱坝运行突发事件分析

大坝运行安全应急预案是保障水库大坝遭遇突发事件时能有效减损的一项重要非工程措施。以某混凝土双曲拱坝为例,结合工程结构、运行特点和环境条件,对可能影响大坝安全运行的突发事件进行了详细分析,可供类似工程编制应急预案时参考。     

聚氨酯保温层对重力拱坝服役性能的影响

混凝土高坝增设聚氨酯保温层后的服役性能是大坝安全监控领域的研究重点。为研究聚氨酯保温层对重力拱坝工作性态的影响,在响洪甸大坝上布置了监测设备,对比分析了响洪甸大坝增设聚氨酯保温层前后的坝体温度和坝体变形监测数据。结果表明:增设聚氨酯保温层后,坝体温度与坝顶垂直位移最大变幅、最大年变幅与最小年变幅均明显减小,其中坝体温度最大变幅消减率超过50%,坝顶垂直位移最大变幅消减率超过35%。综上,聚氨酯保温层能有效降低坝体温度变化幅度和坝体变形程度,改善坝体应力状态和大坝沉陷状态,提高大坝服役性能。     

三河口水利枢纽坝基固结灌浆试验研究

为保证三河口水利枢纽大坝浇筑施工进度及坝基固结灌浆质量,需要进行坝基无盖重固结灌浆试验。对试验区地质条件进行研究,依据地质条件编制了固结灌浆试验方案,对灌浆前后透水率、单位注灰量、抬动变形等进行了分析与讨论。结果表明:左、右岸坝基及右岸断层裂隙带3个试验区平均透水递减率分别为96.7%、81.8%、73.4%,各孔压水透水率均呈不断减小的趋势;3个试验区平均单位注灰量递减率分别为64.7%、12.6%、66.4%,各孔单位注灰量均呈不断减小的趋势;3个试验区各孔段压水透水率均小于3.0 Lu;各孔段均未在施工过程中出现抬动变形。这些结果表明了此次固结灌浆具有良好效果。     

高应力硬脆玄武岩微裂隙分布及破裂发展辨识

白鹤滩水电站区域构造地应力高,玄武岩坚硬性脆、隐微裂隙发育,地下厂房开挖过程顶拱浅层应力型开裂和深层破裂特征明显,传统的声波、钻孔电视测试和变形监测等方法难以精确获取岩体微破裂裂隙分布特征及高应力破裂发展特征信息。采用高精度超声波成像综合测试系统新方法,对厂房顶拱应力破裂破坏显著区域进行了多次重复测试。测试成果揭示：① 厂房顶拱上方岩体赋存的裂隙面倾角以陡倾角为主,优势倾角范围为45.98°~52.06°;裂隙面的倾向为NWW向,优势倾向范围为276.36°~292.01°,裂隙面倾角和倾向随深度变化不明显。② 顶拱浅层围岩破裂裂纹集中区一般在3.50~4.25 m的深度范围内,围岩深部诱发破裂裂纹区主要分布在9.68~10.11,16.12~16.32,21.45~21.77 m范围。③ 局部岩体受顶拱应力场不断调整演化作用,出现岩体破裂随时间加剧的现象。该成果高精度地辨识了玄武岩不同深度微破裂裂隙面分布特征、深度范围和应力破裂发展特点,对研究高应力硬脆玄武岩力学特性和响应机理提供了坚实基础资料,为工程开挖施工和动态支护设计发挥了重要支撑作用。