强震作用下特高拱坝动力响应及损伤特征研究

我国的特高拱坝多建于西南地区,西南地区处于地震多发区,且震级大、烈度高,因此特高拱坝的抗震安全一直是重点关注问题。本文以位于强震区的大岗山特高拱坝为研究对象,采用真实破裂过程分析软件RFPA 3D-Dynamics开展地震动力响应数值模拟。研究了地震作用下坝体变形、应力变化规律,根据损伤演化及声发射变化规律提出大岗山拱坝地震作用下的潜在失稳损伤区域。研究结果表明:拱坝坝体内部随地震波扰动发生局部应力集中、应力释放现象,拱坝在设计地震波(地震峰值加速度0.5575 g)作用下能够依靠自身结构调整,保持变形协调,应力分布合理,无大规模损伤破坏。在1.5倍设计地震波情况下,拱坝顺河向位移突变量超过240 mm,远超坝体正常位移变形范围,此时拱坝发生大规模损伤开裂现象,且主要损伤开裂区域为拱冠梁顶部及左右半拱中上部区域。通过研究拱坝地震荷载作用下的动态响应特征,分析损伤演化规律,能够较为直观地判断拱坝易受损区域和掌握拱坝工作性态。

考虑热学参数空间变异性的重力坝施工期温度及应力场分析

碾压混凝土坝的温控防裂一直是工程建设中的关键技术问题。由于浇筑仓面大、碾压质量不均匀以及混凝土的非均质性,碾压混凝土坝材料参数具有显著空间变异性。传统混凝土坝温度与应力分析常采用确定性计算,忽略了参数空间变异的影响,导致温度及应力场模拟不够合理。本文基于随机场理论和中心点离散方法,提出了混凝土热学参数空间变异有限元模拟方法。TJ大坝案例分析表明,考虑热学参数空间变异后,最高温度场和最大拉应力场在平均效应上与确定性结果基本一致,热学参数空间变异显著影响大坝混凝土结构的最高温度和最大应力。随机温度应力场下结构部分位置温度及应力超过了允许值,意味着依据传统确定性温度应力分析结果提出的温控措施可能偏危险。提出的随机温度应力分析方法对重力坝施工期温控措施的制定提供了方法支持。

铜街子水电站24#坝段水平位移规律“异常”分析

铜街子水电站24#坝段水平位移监测规律与常规重力坝响应过程反相。通过结构特征分析、数值模拟和监测数据信息挖掘,对该"异常"过程进行解析,发现主要原因是由于该重力坝系右岸心墙堆石坝的挡墙坝段,剖面形状类同于堆石坝,且测点恰好位于坝顶下游侧,因此其测值基本反应的是大坝下游侧的温度变位效应,是正常过程。

包含新高水位因子的重力坝垂直位移统计模型

为了更准确地分析大坝垂直位移的变化规律,解析其影响因素,在分析了常规统计模型缺陷的基础上,加入"新高水位因子",用于铜街子重力坝垂直位移的对比分析。结果表明,增加新高水位因子的统计模型能够很好地模拟初蓄期水位急升对垂直位移的影响,并能分解出合理的时效发展过程,采用该模型可提高坝工安全评价结论的可靠性。

重力坝安全监测指标中突变成分的合理解析

大坝安全监测分析中,在已知某些突变因素的情况下,为了把突变分量从广义时效中分离出来、获得更加真实的时效、合理评价大坝安全,以铜街子、龚嘴大坝为例,从初蓄期水位急升、运行期人为因素突变、运行期自然因素突变三方面进行分析。结果表明:突变分量的引入有助于更好地解析时效,分离出代表真实坝体和坝基性状的单调时效,更好地了解和评价大坝的安全状况。突变的起因是多方面的,既有初蓄期环境因素的突变,也有运行期人为因素和自然因素的突变,各种突变的机理有所不同,应根据实际情况选择相应的突变因子。

排水孔水中氡现场测量在铜街子水电站大坝定检中的应用

铜街子水电站曾以地质构造情况特殊、复杂而著称,在进行的大坝首次定检中,对排水孔水中氡气进行了现场测量,测量的结果显示大坝排水孔水中氡无异常,有效地说明了大坝坝基的稳定性。

基于虚拟现实技术的流域大坝典型边坡时空数据可视化模型研究

为及时发现边坡问题,需对流域大坝典型边坡的时空数据进行可视化展示,为此,引入虚拟现实技术,设计了流域大坝典型边坡时空数据可视化模型。首先,依据时空数据虚拟现实可视化需求构建三维时空模型,对时空相关数据进行描述,并采用时空模型模拟的“出现过程”与“消失过程”模拟出邻近时空数据变化过程,实现数据平滑过渡,从而模拟时空切换过程;其次,采用虚拟现实技术构建流域大坝典型边坡时空可视化模型,展现出边坡实体几何结构和拓扑关系,从而实现流域大坝典型边坡时空数据的可视化。结果表明,该系统能准确实现流域大坝典型边坡时空数据的可视化展现,且数据传输速率都达到60 b/s以上,加载资源耗费时间保持在4 s以下。

铜街子水电站右岸大坝抬升原因浅析

铜街子水电站,在水库蓄水后,以18坝段分界,呈现出左侧坝段沉降、右坝段抬升的罕有异常状况,大坝上抬量从左至右逐渐增大。通过开展监测资料信息挖掘,以及构造地质水文地质状况分析,断定该异常状况系因独特的构造及水文地质,在水库蓄水后引起深层承压水变动,导致的区域连锁反应。电站自蓄水以来,水位一直保持在正常蓄水位左右,坝址区内的渗流状态已经稳定,抬升变形也逐渐趋于稳定,不会影响到大坝安全。

龚嘴水电站冲沙底孔检修门段封堵修复施工

龚嘴水电站10号、15号冲沙底孔检修门段修复采用了浮体闸门系统坝前深水(60m以浅)自动封堵底孔进水口,形成旱地施工条件之后进行检修门段洞内修复的施工方法并获得成功。以10号底孔为例,较为系统地介绍了该工程的实施过程及几项关键技术。该项目的实施,成功地探索出了解决水工建筑水下工程缺陷的一套施工方法,有力地推动了水下工程施工的技术进步,具有较大的工程应用价值。

龚嘴水电站10号冲砂底孔检修门段修复工程新技术

龚嘴水电站10号底孔检修门段修复,采用了浮体闸门系统坝前深水(60m以浅)自动封堵底孔进水口,形成旱地施工条件之后进行检修门段洞内修复的施工方法并获得成功应用。本文介绍了该工程中的几项关键技术,简要分析了各自的特点及其在水工建筑物水下工程中的应用价值及商业前景。

某电站底孔冲蚀破损修补工艺改进

以龚嘴、铜街子水电站为例,总结并分析了水工建筑物冲刷破坏现状及形成原因。针对底孔检修频繁和每次检修资金需求大以及近年来底孔冲刷破坏周期明显缩短等特点,以改性环氧砂浆为主材料,优化了施工工艺,较好地解决了原底孔修补中存在的一系列问题。

真空激光系统在龚嘴、铜街子大坝监测中的应用情况

本文通过对龚嘴和铜街子大坝上三条真空激光系统的运行情况介绍和对监测资料的分析,说明真空激光系统在大坝安全监测中应用是成功的,且具有较好的推广价值。

龚嘴电站大坝7号坝段防渗帷幕补强灌浆

简要介绍了龚嘴大坝７号坝段历次帷幕灌浆情况．重点对１９９３年大坝首次定期安全检查前后该坝段帷幕质量检查情况、帷幕补强灌浆情况及其效果作了介绍，说明进行大坝定检及大坝安全监测工作，对了解工程的运行情况、明确工程的薄弱环节、消除疑虑，具有重要作用．

大渡河泥沙对龚嘴、铜街子电站水工建筑物的影响及对策

大渡河流域汛期来水泥沙含量大、硬度高。通过对泥沙对大渡河龚嘴、铜街子电站水工建筑物过流面的冲刷现状进行分析,总结了历年来对水工建筑物大修及技术改造工程取得的经验,提出了今后对水工建筑物补强加固的一些看法。

铜街子水电站大坝变形监测系统更新改造

铜街子水电站已运行10余年,本文介绍了铜街子大坝变形监测系统的设置情况及存在的主要问题,并针对存在的问题提出了大坝变形监测系统改造的总体方案,总结了近几年来大坝观测设施的更新改造情况及运行效果。

大坝安全监测设备状态监控研究与实践

水电站大坝监测自动化系统设备运行状态的好坏,直接影响到获取数据的及时性、可靠性及对工程运行性态的评价。基于解决监测自动化系统故障诊断的科学性、设备维护消缺的时效性,以及整合资源减少人力投入、提高职工幸福指数等问题,开展了大坝监测设备状态监控的研究与实践,探索了设备状态监控对象、功能需求、故障评判预警方法,通过与监测自动化系统和信息管理系统的融合,做到设备维护消缺有的放矢,实现了由被动到主动、由定期到动态适时消缺的转变,为快速诊断与处理缺陷、保证监测设备的健康稳定运行、实现电站现场“无人值班、少人值守,甚至无人值守”打下坚实基础,对流域公司或大中型水电站大坝监测管理具有重要意义,也为今后新建工程开展大坝监测自动化系统设计与建设提供了新思路。

龚嘴水电站10号底孔浮体闸门封水面深水自动测量技术

为确定龚嘴水电站10号冲砂底孔检修门段修复工程采取何种措施能确保浮体闸门有效止水,必须对封水坝面的特征如不平度、整个封水面的平面度、主要缺陷等进行精确测量。文中介绍了该工程中浮体闸门封水面水下自动测量技术及其实际应用,该技术实现了60m水深以内(可不受此水深限制)坝面不平度测量无需潜水员水下作业,极大地减轻了劳动强度,提高了工效,降低了成本。

大渡河流域水电站大坝安全优化管理探讨

分析了中国大坝安全管理的主要方式,提出了大渡河流域水电站大坝安全优化管理的构想,对其详情予以论述。

大渡河流域大坝智能监测探索与实践

水库大坝作为重要的基础设施,其运行安全关乎公共安全、能源安全及生态安全。随着精细化、规范化、智能化管理等不断创新发展,大坝安全管理模式正在从传统向数字化、智能化转型。依托大渡河流域梯级电站大坝及库岸边坡安全监测实践,系统归纳了智能监测内涵、核心能力及实施路径,提出了以“大感知、大传输、大存储、大计算、大分析”为手段,以实现库坝群风险识别自动化、管理决策智能化为目标,通过提升“信息感知、风险识别、自主决策”三项能力,打造人机协同模态,实现库坝群安全风险智能管理。在此基础上,介绍了大渡河流域梯级电站群智能监测实践经验,可为类似工程提供参考。

龚嘴水电站底孔修复的浮体闸门技术

电站经过多年运行,部分泄水建筑物出现损坏,需要采用浮体闸门进行工程维修。依托龚嘴水电站10号底孔检修门段封堵修复工程,对近几年才出现的新型浮体闸门的静态稳定性、动态稳定性、闸门系统的定位和闸门潜行时的工作状态4个方面进行研究分析,为今后此类新型浮体闸门的运用提供理论指导。