光纤光栅传感监测在拱坝地质力学模型试验中的应用

光纤光栅传感在土木工程原型监测中逐步得到广泛应用,然而在水工地质力学模型试验中应用较少。以木里河立洲拱坝地质力学模型为基础,在坝顶及上游坝面布置光纤光栅传感器,对坝体在超载过程中的应变进行监测,通过光纤光栅传感器监测得到的应变及变化曲线,分析了地质力学模型拱坝坝面的开裂破坏过程。成果表明:Kp=1.0时,坝体工作正常;Kp=1.2～2.2时,坝踵处出现初裂;Kp=2.2～3.0时,曲线有转折和拐点的出现,左岸坝肩岩体受内部结构面影响发生较大的位移;Kp=3.6～4.3时,坝体应变整体出现较大的波动,其中左拱端应变曲线C17测点出现较大拐点,左拱发生开裂;此后,应变曲线陆续出现波动或转向,坝体裂缝不断发展,直至逐渐失去承载能力。通过与常规的应变片检测方法进行对比分析,验证了光纤光栅传感器在地质力学模型试验中应用的可行性。

立洲RCC拱坝蓄水过程应力变形特性分析

基于立洲RCC拱坝温度场全过程仿真分析成果,考虑施工期残余应力,分析大坝蓄水过程中在温度荷载、水荷载、渗透压力和自重作用下坝体应力变形特性及发展规律,探寻真实工作状态下与设计荷载作用下大坝应力特性差异,并结合类似工程蓄水监测成果对立洲大坝的蓄水安全情况进行分析和评价。分析结果表明,大坝实际应力、变形性态与传统算法结果相比差异显著,大坝在蓄水过程中处于弹性范围内,工作状态正常。

立洲碾压混凝土拱坝建基面高程优化设计

在基坑开挖实施过程中,进一步采取单孔声波、声波CT、钻孔取芯等勘探手段,更为深入了解下部岩石裂隙发育、破碎、断层、薄层状结构岩体等不良地质分布状况,及时开展建基面选择的坝体安全评价分析,建基面整体上得到抬高优化。

立洲拱坝坝肩稳定破坏试验研究

立洲水电站是木里河干流水电规划的重要梯级电站,该工程的大坝为碾压混凝土双曲拱坝,最大坝高132m,坝址区地质条件较为复杂。为了研究该拱坝与地基的整体稳定问题,采用了三维地质力学模型超载法试验,在模型中充分反映断层、层间剪切带、长大裂隙及裂隙带等复杂地质构造对坝与地基整体稳定的影响,而且在试验过程中将光纤光栅传感器布置在坝顶及上游坝面,监测坝体超载过程中的应变,从而分析坝体的开裂破坏过程。试验研究获得了坝肩抗力体变位分布特征,确定了拱坝与地基的超载安全系数和坝肩破坏形态,为工程的设计和施工提供了科学依据。

综合物探法在立洲双曲拱坝河床坝基优化中的应用

立洲水电站大坝为碾压混凝土双曲高拱坝,为评价河床坝基岩体质量,综合判断大坝建基面是否存在优化可能,采用了单孔声波法、声波层析成像法、孔内变形模量测试和全孔壁数字成像法相结合的综合物探方法,对未开挖至设计高程面的河床坝基岩体进行了物探检测,根据检测结果,坝基可从原设计1 954m高程抬高到1 964m,节约工程投资686万元,节省直线工期3个月。综合物探方法的检测成果可为复核河床坝基岩体力学参数、指导进一步开挖和坝基优化设计提供可靠的数据支持。

立洲碾压混凝土拱坝动力响应特性分析

依托西部地区立洲碾压混凝土拱坝,在对大坝进行三维静力分析的基础上,通过人工生成地震波,分析立洲拱坝自振频率和振型;采用有限元时间历程分析方法对该拱坝在不同工况下的地震响应特性进行数值分析,获得动位移、动应力等分布规律,并评价拱坝的抗震安全性,为工程设计提供参考依据。

综合物探法在立洲双曲拱坝坝肩渗漏处理中的应用

立洲水电站大坝为碾压混凝土双曲拱坝,大坝蓄水后发现右岸坝肩渗漏量较大且集中。为更好地探明右岸坝肩渗漏通道走向,明确渗漏处理范围及复核设计处理方案,采用了钻孔压水、示踪剂跟踪、钻孔全景成像及钻孔动态录像的综合物探检测方法。根据检测情况复核确定的处理方案进行补灌,总渗流量由15 L/s降至2.7 L/s,补灌效果明显。综合物探检测法的检测成果可为判定渗漏通道走向、确定补灌范围、复核设计处理方案等提供可靠依据。

木里河立洲拱坝坝肩稳定三维地质力学模型破坏试验研究

立洲水电站拱坝为高碾压混凝土拱坝,坝址区河谷狭窄具备修建高拱坝的优越条件,但地质构造较复杂,坝肩抗力体内部存在断层、层间剪切带及长大裂隙等不良地质构造,直接影响到拱坝坝肩的稳定安全性,须要开展坝肩稳定问题深入研究。针对上述地质问题,本文采用三维地质力学模型试验方法,全面模拟坝址区的不连续岩体条件、断层、层间剪切带、裂隙等主要地质缺陷,通过破坏试验,研究拱坝与坝肩的变形分布特性,揭示破坏机理与破坏形态,提出超载法试验安全系数,并针对坝肩薄弱环节提出加固处理措施意见。