双曲拱坝大悬挑曲线现浇混凝土表孔施工技术研究

因表面坡度大、结构体型复杂、高空作业危险性高等因素,双曲拱坝表孔溢流面施工控制难度大。依托浙江省清水源水库工程项目,针对双曲拱坝溢流表孔施工,研发了溢流表孔牛腿倒悬内拉悬臂支模技术和不同强度混凝土界面钢丝网连接技术,解决了大悬挑曲线现浇混凝土表孔的倒悬体结构施工难题和不同强度等级混凝土的浇筑质量问题。

拱坝体形参数化设计与体形智能优化研究

拱坝体形设计需考虑多个复杂因素,如坝址河谷形状、工程地质条件、区域地震烈度、枢纽布置和泄洪方式等,是一个典型的复杂优化问题。提出了一种通用的拱坝体形参数化设计方法,可统一描述抛物线、双曲线等各类形式的拱坝。采用固定拱端位置,调整拱冠梁位置、形状、拱厚等来驱动拱坝体形变化,实现拱坝自动化建模和有限元应力变形计算。将拱坝体积最小作为优化目标,在几何、应力、稳定等约束下,进行拱坝体形智能优化。采用该方法进行某高拱坝的体形优化,优化效率高、优化效果明显,优化体形的拱坝坝体应力、建基面等效应力等均满足规范要求,柔度系数和应力水平也符合经验建议指标。

混凝土双曲拱坝安全监测资料分析

某电站水库是以发电为主,兼有淡水养殖等综合运用的中型水库,布置有大坝表面监测、大坝接缝变形监测、大坝渗流监测、大坝渗流量和大坝边坡深层位移监测等项目。通过对2016—2022年大坝安全监测数据资料的分析,得出大坝处于安全运行状态的结论。图9幅,表1个。

基于SVD-TE的高拱坝泄流振动传递路径识别

针对泄流激励下高拱坝坝身振动机理不明确、振动传递路径复杂的问题,提出基于奇异值分解法和传递熵法的振动传递路径的识别方法。基于拉西瓦拱坝水弹性模型表深孔联合泄流工况的实测数据,开展拱坝振动传递路径的研究。首先,基于SVD算法对拉西瓦拱坝坝身测点振动位移数据降噪处理;然后,运用传递熵算法,根据测点振动信息探索高拱坝泄流振动的主要振动传递路径,并结合已有研究成果验证振动传递路径的准确性。研究结果表明:拉西瓦拱坝在表深孔联合泄流工况下,泄流荷载诱发的振动主要由泄流孔处垂向传递至坝顶,泄流孔向拱冠梁顶部的信息传递率为48.7%;水垫塘冲击荷载与涌浪荷载诱发的振动主要由坝肩向坝中部水平传递,坝肩向1/4和3/4拱冠处的信息传递率分别为32.33%和37.58%;泄流振动在坝体处的传递路径有3条:泄流孔→拱冠梁顶部→1/4(3/4)拱冠、泄流孔→1/4(3/4)拱冠、水垫塘→坝肩→1/4(3/4)拱冠。本研究成果可为高拱坝泄流振动传递路径提供理论依据,为类似工程的振动机理分析提供参考。

牛洞口水库堆石混凝土双曲拱坝设计与施工特点

针对堆石混凝土材料自身特点,牛洞口水库大坝通过解决堆石混凝土拱坝应力控制参数、坝体弹模及线膨胀系数的选用、坝体温控等拱坝设计核心问题,成功将堆石混凝土技术应用于中高双曲拱坝,实现了筑坝材料和工艺上的突破。同时,为充分发挥堆石混凝土施工优势,提出了坝肩窑洞式开挖与筑坝料源平衡、施工临建设施与场内交通布置优化等新思路。牛洞口水库大坝工程设计与施工特点明显,对后续堆石混凝土拱坝技术推广应用具有重要的指导意义。

牙根二级水电站双曲拱坝体形设计

针对牙根二级水电站复杂的坝基地质条件,选择合理的拱坝建基面,采用ADAO程序进行可研阶段拱坝体形设计,运用拱梁分载法、有限元法计算,对坝体应力、变形进行静、动力分析。计算结果表明,拱坝坝体应力满足规范要求,牙根二级拱坝的受力分布均匀,拱坝坝体体形设计合理可行。

火甲水库双重拱坝裂缝成因分析

火甲水库一副坝是一座双重拱坝,1980年建成投入运行,运行不久,第一重拱坝下游面出现了3条竖向裂缝。为了分析裂缝的成因,采用限元分析方法分析不同荷载组合下拱坝的位移及应力,揭示拱坝裂缝的成因。研究表明:坝体过于单薄,坝体的拱圈和拱梁的刚度不足,温升和温降时坝体出现径向的往复变形,两者是一重拱坝出现裂缝的主要原因。

泄洪激励下高拱坝模态参数识别研究

模态参数的准确识别是对在线结构进行健康监测和损伤诊断的难点和核心之一。以拉西瓦拱坝水弹性模型为工程背景,对拱坝的模态参数进行时域识别。针对时域法所面临的噪声干扰以及由它引起的虚假模态识别与剔除和模型定阶问题,用小波技术对时域信号进行了消噪处理,综合自然激励技术和特征系统实现算法对环境激励下的拱坝结构进行模态参数识别,并用模态置信因子对虚假模态进行剔除。引入奇异熵的概念,建立了用奇异熵增量来实现系统定阶的方法和过程,研究表明,该方法得到的系统阶次有效可靠,使得定阶的界线更加清晰和稳定,避免了其它时域算法对系统定阶的盲目性,提高了数据处理和模态参数识别的速度。

天台水库拱坝设计及坝基处理分析

天台水库位于福建省福州市马尾区亭江镇,水库以防洪为主、兼顾供水,天台水库拱坝是天台水库最重要的建筑物,是保障天台水库安全运行的核心。本工程拱坝具有坝体高度大、坝体应力大、坝基较复杂、坝体温控要求高等特点。文章根据拱坝的工程地质条件和河谷地形等进行了拱坝设计分析,确定大坝采用浆砌石双曲拱坝。本文通过对拱坝体型选择、坝体应力计算、坝肩稳定计算、坝体防渗设计、温控措施设计和坝基处理等方面进行分析总结,供相似的工程参考。

构皮滩双曲拱坝整体稳定地质力学模型试验研究

针对构皮滩的地质问题,采用三维地质力学模型试验技术,全面模拟了大坝基础的不连续岩体条件、岩石力学性质、基础处理和整体双曲拱坝,研究了基础对大坝结构变形和稳定的影响,揭示拱坝坝体和坝肩从加荷开始到破坏的整个进程和机理,从而得出了拱坝的破坏机理及超载安全能力。试验结果表明:在设计荷载P0作用下,坝体左、右岸变形比较对称,最大位移为62.1mm,发生在拱冠梁顶部。坝体在2.4P0以后进入塑性阶段;在4.4P0以后进入破坏阶段;在6.0P0以后坝体下游面出现可见裂缝;到8.6P0以后坝体最终破坏。

高地震区大岗山水电站拱坝设计

大岗山拱坝坝高210 m,地质条件复杂,地震烈度高,拱坝设计具有挑战性。根据大岗山水电站地形地质条件,采用数值分析方法及模型试验,对大岗山拱坝体形、坝体应力、基础处理、坝肩抗滑稳定、抗震设计、温控设计等进行研究分析,结合现场施工以及监测资料表明:大岗山拱坝设计安全可靠、技术可行、经济合理。大岗山拱坝设计经验对地震烈度高、地质条件复杂的高拱坝设计具有一定的参考价值。

锦屏一级高拱坝物理模型试验研究

采用地质力学物理模型试验方法,以锦屏一级水电站大坝为对象,研究高拱坝、地基和库水相互作用下大坝和山体发生变形和开裂破坏的全过程,为复杂条件下高拱坝的失效破坏机理和安全度评估的研究提供试验依据。试验结果表明:大坝基础经过处理后,在正常工况下,拱冠梁顶部最大位移为87.0 mm,坝体位移呈线性变化;超载3.5倍设计荷载以前,坝体和坝肩的位移变化比较稳定,断层的相对位移较小;3.5倍设计荷载以后进入塑性状态;超载到5.5倍设计荷载时,坝体上有许多测点的位移变化发生突变,且有裂缝出现;继续增大到7.0倍设计荷载时,坝体、坝肩附近岩体上都出现了较大裂缝,岩体各断层的相对位移较大,但从整体上看,大坝仍具有一定承载能力;7.0倍设计荷载以后,坝肩附近山体位移变化率增大,裂缝进一步发展,断层的相对位移变化率明显增加;当超载到8.0倍设计荷载时,坝体和基础整体破坏较严重。

拉西瓦水电站混凝土双曲拱坝设计

拉西瓦水电站地处气候寒冷、河谷狭窄陡峻及高地应力自然环境下,根据对电站坝址地形地质特点综合比较,选定了大坝为对数螺旋线型拱坝。就拱坝设计从建基面的选择、体形优化、河床坝基开挖形式研究、渗控与基础处理、抗震研究分析、坝体混凝土温度控制及高边坡处理等方面作了介绍,并进行了总结。

白鹤滩非对称性拱坝体形研究

白鹤滩双曲拱坝坝高289 m,坝址河谷地形、地质条件均存在较明显的不对称性,为研究这种不对称性条件对特高拱坝设计的影响,采用拱梁分载法、线弹性有限元和非线性有限元法对拱坝的应力变形特性、超载能力、拱坝破坏形式和抗震能力等进行了深入研究,并对目前已建和在建不对称性河谷中修建拱坝的几种设计思路进行了比较。建议白鹤滩拱坝的设计思路为:不做大规模的河谷改造,只进行常规的坝基开挖,在此基础上将拱坝坝身设计成不对称的体形,与不对称的坝址河谷条件相适应。

基于光纤测温反演喷涂聚氨酯的导流底孔等效表面放热系数

为了解导流底孔采用聚氨酯发泡材料的保温效果,结合在建的溪洛渡水电站混凝土坝工程,在距离导流底孔边墙不同深度处埋设分布式光纤,实时在线监测喷涂聚氨酯的导流底孔温度分布,分别采用日变化温度和日平均温度反演了喷涂聚氨酯的导流底孔等效表面放热系数。结果表明,喷涂2cm聚氨酯发泡材料的导流底孔等效表面放热系数为3.79kJ/(m2·h·℃);相对于日变化温度,采用日平均温度进行反演等效表面放热系数更稳定,且数值可信。

小湾水电站高拱坝设计与基础处理

小湾拱坝高达294.5m,总水推力为176520kN。拱坝应力水平高,最大主压应力按10MPa控制。工程位于强地震区,拱坝抗震设防要求高。通过可行性研究、初步设计以及国家"九五"科技攻关等一系列研究,逐步解决了小湾拱坝体形优化、坝踵防裂防渗、抗震、泄洪消能、坝基基础处理和坝肩抗力体地质缺陷处理等关键技术。

拉西瓦拱坝封拱温度研究

本文提出了一种定量确定封拱温度的方法。

复杂地基上二滩双曲拱坝整体稳定分析

本文运用三维非线性有限元及地质力学模型技术分析了拱坝坝肩整体稳定性;建立了一种断裂—损伤模型并将其装入三维非线性有限元程序TFINE中,用以分析拱坝坝肩整体稳定性;采用该程序分析了二滩拱坝的稳定性,并做了地质力学模型试验以验证计算结论。

基于数据同化参数反演的华光潭拱坝结构分析

针对华光潭拱坝整体结构状态难以进行准确安全评估的问题,建立拱坝有限元模型,基于拱坝混凝土与基岩材料力学参数敏感性分析结果,采用数据同化算法进行材料参数反演,最后使用参数反演结果校准有限元计算的材料参数。结果表明:有限元位移仿真结果与监测数据的残差符合正态分布,经过数据同化参数反演后的残差标准差减小了81.2%,提高了有限元计算的准确性。该方法可实现自动化运行并为拱坝结构安全评估提供一条合理且可靠的新思路。

二滩拱坝设计与优化

在二滩双曲拱坝设计过程中，对拱坝体形优化、坝体断面设计、坝体强度与坝肩稳定设计准则等一些关键技术问题进行了深入研究，其设计思想、设计方法和设计原则借鉴了国家“七五”“八五”重点科技攻关和国际咨询的结果，可供同类工程参考。