沙牌拱坝碾压混凝土浇筑中的关键技术研究

沙牌拱坝 (坝高 13 2m)是目前世界上最高的碾压混凝土拱坝。本文结合沙牌大坝对 10 0m级以上高碾压混凝土拱坝施工中的关键技术 ,如混凝土真空溜管入仓工艺、改性混凝土扩大使用范围、坝面作业、冬季施工等进行了详细地分析与研究 ,并提出了相应的解决方法。其研究成果的应用可以提高我国高碾压混凝土拱坝的施工水平 。

2008年汶川地震中沙牌拱坝的震情检验和分析

为对2008年汶川地震中沙牌拱坝的震情进行检验和分析,本文提出了一个基于损伤力学对高混凝土坝地震损伤破坏过程分析的新方法,可计入残余变形但避免损伤—塑性耦合。由于汶川地震中未能取得坝址的地震动输入记录,为此,采用随机有限断层法,通过邻近台站的加速度记录,对汶川地震中断层破裂模型参数进行校准后,重建了汶川地震中沙牌拱坝坝址的地震动输入加速度时程。为上述计算研发了高性能并行计算程序,在"天河一号"超级计算机上进行了高效运算,并对都经受过强震的沙牌拱坝和美国帕柯依玛拱坝的震情进行了对比分析。计算结果表明,所建议的方法能可靠应用于混凝土坝的地震损伤破坏过程的分析。

沙牌拱坝整体抗震安全性评价

以沙牌拱坝为例,将坝体及两岸潜在滑动块体在内的近域地基作为一个体系,考虑坝—基—库水动力相互作用、坝体混凝土破坏、无限地基辐射阻尼、坝体横缝与坝肩可能滑动岩块结构面的动态接触非线性效应及坝基裂隙岩体的非线性等因素的影响,研究了沙牌拱坝在不同概率水平地震作用下的地震响应与破坏形态,提出以坝体控制性位移时程曲线的突变并无限增长、坝基交界面出现贯通性破坏区及有限元计算发散作为拱坝整体失稳的判据,评价了高拱坝的整体抗震安全性,获得了一些有益的结论,可供借鉴。

光纤传感检测技术在水工结构模型试验研究中的应用

在水工结构模型试验中 ,应用光纤传感检测技术检测结构随机裂缝 ,在国际上已经受到高度重视并开始开发应用。四川沙牌碾压混凝土拱坝整体结构模型随机裂缝检测的光纤传感试验表明 ,光纤传感碾压混凝土拱坝整体结构模型随机裂缝获得成功 ,捕捉到了开裂荷载及开裂位置 ,处理涂敷层后的单模光纤对开裂比较敏感 ,光纤的铺设工艺是一个重要技术环节 。

沙牌RCC拱坝坝肩稳定三维地质模型试验研究

通过三维地质力学模型试验,研究了沙牌RCC拱坝坝体和坝肩的变形规律、破坏机理,综合评价了坝肩的超载安全度,为工程设计提供依据。

沙牌水电站工程震损特点分析

"5.12"汶川大地震使震区的水电站工程遭受了不同程度的破坏,为了解和掌握沙牌水电站震后的安全状况,总结高拱坝的震损特点和抗震经验,做好沙牌水电站的震后恢复建设,开展了沙牌水电站的震损调查及震损特点分析。通过分析认为,大体积混凝土结构的震损现象很少,拱坝表现出了较强的超载能力和抗震能力,经处理后的坝肩抗力体及工程边坡震损较少,地下建筑物的震损轻微,地震次生灾害对建筑物的破坏有较大影响,以梁、柱、墙结构为主的附属建筑物震损较重。这些震损特点和经验将对地震区水电站工程及高拱坝工程的建设带来有益的启示。

沙牌碾压混凝土拱坝的体形设计

介绍了沙牌碾压混凝土拱坝的体形设计 ,重点介绍了三心圆单曲拱坝和抛物线双曲拱坝的比选。通过比选最终确定为三心圆单曲拱坝 ,坝身不布置泄洪建筑物 。

沙牌碾压混凝土拱坝结构分缝设计研究

沙牌碾压混凝土拱坝高 130m ,具有混凝土工程量大、全年施工、坝体应力水平高、温控措施简单等特点。由于碾压混凝土在施工期的水化热温升要影响拱坝的最终应力状态 ,坝体可因温降收缩而产生贯穿性裂缝 ,从而影响拱坝的整体稳定性 ,因此 ,降低温度作用对坝体的不利影响 ,选择适合碾压混凝土施工的坝体结构分缝设计 ,对高碾压混凝土拱坝设计尤其关键。

高碾压混凝土拱坝真三维施工模拟

通过对高碾压混凝土拱坝施工过程的系统分析 ,将计算机数字模拟技术成功运用于高碾压混凝土拱坝施工管理与进度控制领域 ,采用深度缓冲区消隐技术对高碾压混凝土拱坝施工过程进行真三维仿真模拟 ,针对大坝施工进度严重滞后的情况 ,提出了特定情况下沙牌大坝混凝土的施工方案和工程措施 ,并进行了施工进度预测。

沙牌碾压混凝土拱坝设计

较为详细地介绍了坝高130m的沙牌碾压混凝土拱坝的设计和特点,主要包括枢纽布置、拱坝布置、混凝土设计和筑坝材料、结构设计、温度控制措施和基础处理。

沙牌RCC拱坝坝肩稳定破坏试验综合法与超载法的相关特性分析

结合沙牌RCC拱坝坝肩稳定三维地质力学模型试验,着重分析了综合法与超载法所得试验成果的异同及其成果的实用性,探讨了由两种试验方法求得的安全系数间的相互关系。结果表明,由超载法求得的安全系数值大约是综合法求得的1.28倍。

高碾压混凝土拱坝不同分缝形式结构特性的试验研究

结合沙牌碾压混凝土拱坝,采用整体结构模型试验,分别对设置周边应力释放缝加两条诱导缝、三条诱导缝、坝体不设缝三种方案进行了坝体的应力及变形特性、破坏形态、破坏过程及破坏机理的分析,从而得出了不同分缝形式下高碾压混凝土拱坝的结构特性。

沙牌水电站拱坝碾压混凝土基质-骨料界面特性及微观机理研究

在对沙牌碾压混凝土拱坝所使用的低脆性水泥与花岗岩骨料性能试验研究的基础上,借助微观测试手段,对不同水泥品种与骨料岩性的碾压混凝土的基质-骨料界面特性与基质水化产物形貌进行了系统的测试与分析,进而探讨了其界面效应与微观机理,并从碾压混凝土宏观性能对微观机理给予了验证。

考虑横缝非线性对沙牌拱坝动力响应的影响

强震作用下横缝的开合对拱坝的动力响应有着显著的影响。结合实际工程,依据最新的坝体参数资料,建立了考虑拱坝横缝非线性的有限元模型。用黏弹性人工边界计及地基的辐射阻尼效应,采用有限元混合法模拟横缝的非线性行为。给出了四种工况,从坝体的应力分布、顺河向位移及横缝的张开变化等角度,研究了橫缝非线性对沙牌拱坝动力响应的影响。结果表明:横缝的张开使坝体的拱向应力得到了明显的释放,拱梁之间存在着一定程度的应力重分布;随着库水位的降低,横缝的开度增大的趋势较为明显,但坝体顺河向位移的变化不是很明显。

高抗裂碾压混凝土的材料优选及性能研究

结合沙牌碾压混凝土拱坝,在"八五"科技攻关成果的基础上,对高抗裂碾压混凝土的筑坝材料及性能进行了进一步的研究。研究表明,二、三级配的高抗裂碾压混凝土的90d抗压强度大于20MPa,抗拉强度大于2 0MPa,抗渗标号大于W8,20d绝热温升值小于20℃。高抗裂碾压混凝土弹性模量较低、弹性极限较大、极限拉伸值较高、徐变度较大、抗裂参数较高,并具有一定的微膨胀特性。

复合形法在沙牌高碾压混凝土拱坝可靠度分析中的应用

结合"九五"国家科技攻关项目———沙牌工程,采用考虑参数变异性的基于概率理论的可靠度分析方法———复合形法,计算得出沙牌拱坝上、下游坝面及诱导缝结点的可靠度指标β的分布规律,并进一步分析了坝体设缝后诱导缝及坝体开裂失效的可能性。

高RCC拱坝结构可靠度分析与破坏试验研究

结合“九五”国家科技攻关课题 ,采用坝体结构可靠度数值计算与坝体破坏模型试验相结合的方法 ,分析了沙牌高碾压混凝土拱坝设缝后诱导缝及坝体开裂失效的可能性 ,以及大坝结构的安全性和可能的破坏机制等工程关键技术问题 。

沙牌碾压混凝土高拱坝施工技术与质量控制

沙牌大坝施工采用全断面通仓簿层连续上升施工工艺,在碾压混凝土施工过程中采取了真空溜管、诱导缝、有盖重与无盖重固结(接触)灌浆相结合、改性混凝土、高抗裂材料等施工工艺方法.完工后在坝体取出的碾压混凝土芯样最长达13 2m,芯样表面光滑,集料分布均匀,层间结合良好,施工质量优良.

分布式光纤传感监测技术研究

如何监测大坝混凝土结构的随机裂缝 ,常规仪器显得无能为力。近几年来 ,作者及其课题组开展了一系列室内实验和现场试验 ,提出了随机裂缝监测的分布式光纤传感技术 ,通过对这一方法进行评述 ,然后结合沙牌RCC拱坝二维模型实验 。

基于汶川波对沙牌拱坝的动力响应分析

沙牌拱坝经受住了强震的考验,因此,对拱坝的抗震性能研究很有必要。笔者基于重建的汶川波,震后复核的坝体参数资料,结合拱坝实际震损情况,考虑到拱坝横缝的非线性以及与库水的流固耦合效应,采用黏弹性边界计及地基的辐射阻尼效应,目的是揭示超载地震与不同库水位作用下沙牌拱坝的抗震性能表现。结果表明:汶川波与拱坝实际遭受的地震波有很大的相似性;超载地震作用下,沙牌拱坝左横缝较右横缝对地震动峰值加速度的敏感性强;库水位对沙牌拱坝的动力响应有着显著影响,低水位较高水位工况,非线性效应更为显著。