高拱坝地质勘探平洞封堵原则及施工方法

随着"水利工程补短板"的不断推进,西北严寒地区水利工程建设提速,一批大型水利工程开工建设,结合某高拱坝地质勘探平洞封堵设计,总结了高拱坝勘探平洞的封堵原则和不同的施工封堵方法.根据高拱坝对建基面和坝肩岩体的承载和防渗要求,提出建基面及帷幕影响范围内的勘探平洞设计新思路.     

坝体及地基弹性模量分区对碾压混凝土拱坝应力应变的影响

为改善碾压混凝土拱坝的应力应变分布状态,以某碾压混凝土拱坝为基础模型,利用有限元分析软件ANSYS模拟分析了5种坝体材料分区和3层地基材料分区碾压混凝土拱坝的动力响应特性及坝体应力分布。结果表明,随坝体材料弹性模量的整体提高,拉应力值由未分区的1.418 MPa减小至1.374 MPa,顺河向动位移均方根显著减小;坝体中下部地基弹性模量的选择对碾压混凝土拱坝应力分布影响较大。研究成果可为碾压混凝土坝温控防裂提供参考。     

高碾压混凝土拱坝损伤振动响应特性

高碾压混凝土坝泄洪时,坝体的振动特征是反映其是否安全运行的重要指标。为探明高碾压混凝土坝的损伤振动响应特性,基于理论分析和数值模拟方法,以坝体典型裂缝和碾压成层结构为损伤性结构指标,对无损伤坝体、裂缝损伤坝体、成层损伤坝体和双损伤坝体的流激振动响应规律进行了对比分析。结果表明:碾压成层强度越低、碾压厚度越大、碾压层数越多,拱坝的流激振动响应越大。针对碾压成层和裂缝损伤建立4种不同的损伤模型,进行动力响应计算,得出:碾压成层结构以及裂缝结构,都会使得拱冠梁以及坝肩部位和损伤部位的动力响应增大;并且当同时存在2种损伤时,2种损伤还将相互影响,使得坝身的动位移进一步增大,对坝身安全最为不利。     

高含沙泄洪水流的荷载特性试验研究

高含沙水流特性已有较多研究,但主要针对河道中的高含沙渐变水流开展的,而对高含沙河流高坝枢纽泄洪水流荷载特性的研究较少,本文开展了孔板消能工高含沙水流的时均压力和脉动压力特性研究。试验共研究了含沙量从0至300 kg/m~3,流速从1.78 m/s至3.73 m/s,共28组不同工况。结果表明:高含沙泄洪水流的时均和脉动压力的沿程分布规律与清水相同,但幅值变化规律存在差异,相同流速条件下时均压力幅值随含沙量的增加而增加,而脉动压力幅值受含沙量和流速条件的双重影响,随含沙量的增加呈现出先增加后减小的趋势;脉动压力概率密度分布符合正态;频率分布范围受水流条件影响随流速的增加而增加,其中低频分量随含沙量的增加而增加。根据试验结果,提出了高含沙泄洪水流荷载计算的修正方法,该方法对于高含沙枢纽的工程设计有重要参考价值。     

碾压混凝土坝成层软弱结构水弹性试验模拟

面向碾压混凝土坝流激振动问题精细化模拟研究的需要,总结了碾压混凝土坝成层结构的特性,并基于水弹性模型试验,对碾压混凝土坝的成层软弱结构模拟方法进行了研究,提出了带碾压成层结构水弹模型模拟的6条相似准则和3种碾压成层结构水弹模型的黏合模拟方式。基于频响函数原理,对5组模拟试件的冲击振动信号及频响函数进行分析,评估了不同模拟方式下试件的动力响应特性。结果表明:混凝土成层软弱结构采用由下至上分别为下层铣厚橡胶、硫化型橡胶黏合剂、低弹模薄层橡胶、硫化型橡胶黏合剂、上层铣厚橡胶的模拟方式,模拟结果符合理论规律。