岩性特征对混凝土坝体-基岩原位直剪试验力学特性影响分析

以广西巴马县坡月水库工程为研究对象,采用平推法开展不同法向应力(0.4、0.8、1.2、1.6、2.0 MPa)下混凝土坝体-基岩原位直剪试验,探究岩性特征对混凝土坝体-基岩力学特性的影响。结果表明,不同法向应力下试样的剪切应力-位移曲线均表现出试样内部初始缺陷受力微裂纹扩展的稳定扩展阶段、微裂缝逐渐扩展形成宏观裂缝的不稳定扩展阶段及混凝土与岩体分离的开裂阶段3个阶段;法向应力、岩体岩性对试样的断裂能均有显著影响。不同法向应力下,试样断裂能的范围为16.65~177.28 N/m,断裂能随着法向应力或灰色砂岩含量增大而增大,随泥质粉砂岩含量或风化程度增大而减小;混凝土坝体-基岩的抗剪强度随基岩中灰色砂岩含量增大而增大,随泥质粉砂岩含量或基岩风化程度增大而减小。研究结果可为类似研究提供试验参考。

基于分区刚体-界面元方法的重力坝深层抗滑稳定分析

将坝体及坝基系统分界为可变形滑动界面、刚性滑动块体和刚性基床三部分,建立了基于滑动界面应力变形协调、分区刚体静力平衡的分区刚体—界面元分析方法,其未知量仅包含分区刚体变形及滑动界面上的接触力。结合基于极限平衡方程的迭代解法,可快速准确求解重力坝深层抗滑稳定安全系数。对局部滑面未知情形,可通过搜索求解最危险滑动面。该方法可同时满足上限极限分析的运动许可条件和下限极限分析的应力许可条件,克服了现有规范分析方法通过假定来满足下限极限分析条件的缺点。最后通过某重力坝深层抗滑稳定分析算例验证了该方法的准确性。

大型高拱坝嵌深对坝肩块体稳定性的影响分析

结合古学拱坝坝肩不同嵌深设计方案,利用刚体和有限元极限平衡法,对坝肩块体进行稳定性分析,研究了高拱坝嵌深变化对坝肩块体稳定性的影响规律。结果表明,拱坝嵌深的增加会产生块体体积、滑面面积减小和拱推力增加两种效应,分别增加和降低块体稳定性,因此坝肩块体抗滑稳定安全系数随嵌深增加呈现出持续增大、持续减小、先增后减、先减后增4类变化趋势。经比选,推荐古学拱坝采用左岸嵌深36.5m、右岸嵌深40.5m的中嵌深方案。

黄土高原半干旱区淤地坝安全监测方法

[目的]监测黄土高原半干旱区淤地坝在汛期后形变程度,及时准确发现淤地坝的异常情况,为黄土高原半干旱区淤地坝安全监测提供更加科学可靠的技术方法。[方法]通过三维激光扫描仪对两座淤地坝进行扫描,由此得到高密度、高精度、连续完整的3D点云数据,然后将点云数据导入HD Scene软件进行点云预处理,最后通过Cloud Compare以及Geomagic Control软件进行建模对比分析。[结果]两期点云模型对比可以看出,东沟淤地坝模型大量点云的偏移量在0.05 cm以下,少量点云达到了最大偏移值0.2 cm。西沟淤地坝模型大量点云的偏移量在0.1 cm以下,极少量点云达到了最大偏移值0.4 cm。汛期降水量占全年的77.34%,汛期后两座淤地坝均会产生较小的坝体沉降和水平位移,但西沟淤地坝的形变受水压分量影响更为明显。[结论]将三维激光扫描技术应用于黄土高原半干旱区淤地坝安全监测,可以快速精准掌握淤地坝汛期后是否发生形变以及形变程度,使得淤地坝安全监测工作更加精准可靠。

澜沧江流域某水电站危险区域识别及溃决过程模拟

保证坝体稳定是水利水电工程的关键,在洪水及地质运动的作用下,大坝溃坝风险将会增加,一旦发生溃坝将会造成严重的经济、社会损失。以澜沧江某混凝土重力坝为例,开展坝体危险区域识别及溃决过程分析。利用有限元方法对坝体在洪水作用下的应力、应变进行研究,发现当水位漫顶时坝顶中心点位置位移最大,当伴有近场强震时,该区域极有可能发生破坏导致溃坝;利用HEC-RAS软件对该种工况的洪水演进情况进行了分析。

某山谷贮灰场坝体静动力分析

燃煤发电的余灰一般都会堆放在灰场,随着堆灰高度的增加,灰场底部灰体和地基的应力会逐渐变大,部分灰体和地基土会进入塑性区域,且随着塑性区的加大会直接威胁到灰场的安全,因而高坝在安全方面的风险也随之加大,发生滑坡的可能性及滑坡造成的危害也会明显增加。根据规范要求,山谷干灰场最终贮灰高度超过100 m时应作专题研究。以龙王庙灰场为例,开展了灰场坝体的有限元静动力分析,得出了各工况下坝体的应力场和位移场,确定了坝体动剪应力、水平加速度和相对位移的分布规律,对同类工程有一定的参考价值。

混凝土坝体渗漏问题分析及解决研究

文章从混凝土坝体渗漏问题的背景出发,分析了混凝土坝体渗漏问题的危害和影响,然后介绍了混凝土坝体渗漏问题的原因分析和解决方法。通过对渗漏问题的分析和研究,提出了一系列针对性强、可操作性高的解决方案,为混凝土坝体渗漏问题的治理提供了有力支撑。

基于探地雷达技术的堆石坝组合防渗体检测方法

当前针对堆石坝组合防渗体检测,主要依托于弹性波CT技术,但该方法存在缺陷响应能量值计算不准确的问题,导致检测准确度较低。为此,提出基于探地雷达技术的堆石坝组合防渗体检测方法。根据工程地质条件与防渗体施工方案,采用探地雷达技术,通过分析与预处理接收到的高频电磁波信号,完成对防渗体基本参数的采集,结合有限元分析软件,以堆石坝典型断面为研究对象,建立防渗体数值计算模型,基于此,采用波形振幅与波形峰度相结合的方法计算缺陷处的缺陷响应能量值,并利用拖曳式检波器实现防渗体缺陷检测。结果表明:将所提方法应用于堆石坝组合防渗体检测中,能够得到更为准确的检测结果。

岷县米家沟金矿体成因探讨

在地质年代久远的晚二叠世至三叠纪的印支期,岷县境内发生了大规模的构造运动,岩浆活动强烈,中酸性岩浆的侵入使地层断裂、位移,为本矿区富集成矿提供了重要的动力源、热液及容矿构造,教场坝岩体对区域周边成矿起到主要作用,侵入体的存在是矽卡岩成矿的一个前提条件。某些矽卡岩矿体就产生在体积较大的捕虏体中。通过描述区域内地质特征及分析矿体成因后认为米家沟矿体应为矽卡岩型捕掳体成矿。

青狮潭水库大坝坝体及坝基接触带防渗加固设计

经鉴定,青狮潭水库大坝存在防渗体系和反滤排水措施不完善,坝基和绕坝渗漏问题,坝体渗流压力分布异常,防渗墙防渗效果差等问题,需要对大坝坝体和坝基进行防渗处理。通过对比高压喷射注浆连续防渗墙和塑性混凝土连续防渗墙两种坝体防渗方案,选择塑性混凝土连续防渗墙两种坝体防渗方案,基础采用帷幕灌浆与心墙边成防渗整体,本文介绍了青狮潭水库大坝除险加固方案比选和设计。

水石门碾压混凝土双曲拱坝设计特点

根据湖北省十堰市郧西县水石门水库坝址处的地形、地貌、地质、水文气象、枢纽布置、应力控制、筑坝材料和施工条件等,因地制宜的采用了碾压混凝土筑坝技术进行设计,简化了结构布置、施工工艺和温控措施等,缩短了工程建设周期,节省了工程投资,可供类似工程建设参考。

旭龙水电站泄洪消能设计研究

为了研究高地震烈度区特高拱坝设计采用全坝身泄洪的可行性,以旭龙水电站特高拱坝为例,对泄洪消能布置、水力指标、坝身孔口布置方式、体型以及孔口结构抗震影响等方面进行研究和综合比选后,推荐采用全坝身3表孔加4中孔泄洪、下游反拱水垫塘消能方案。研究表明:合适的坝身孔口布置体型可保障泄洪消能安全与减轻岸坡泄洪雾化,反拱水垫塘安全性和经济性较好,孔口结构对坝体整体极限抗震性能无影响,高地震烈度区特高拱坝设计采用全坝身泄洪是可行的。研究成果可为类似工程泄洪消能建筑物设计提供参考。

高面板砂砾石坝堆石料力学变形特性及坝体分区研究

随着高混凝土面板砂砾石坝坝高的突破,坝体内部高应力区和坝坡、坝顶低应力区的应力差别增大,而不同应力条件下砂砾石料和块石料的力学特性存在较大差异,将影响着坝体分区及变形安全。开展砂砾石料和块石料三轴力学试验,研究不同应力条件对其力学变形特性的影响;在此基础上根据坝体应力分布特征,研究高混凝土面板砂砾石坝坝体分区。研究表明,在低围压条件下,块石料的模量系数大于砂砾石料;随着围压增加到一定程度,块石料颗粒破碎导致模量系数大幅降低,远小于砂砾石料的模量系数;为充分利用两种堆石料的力学变形特性,加强高面板砂砾石坝坝体变形控制,坝体内高、低应力区应分别采用砂砾石料和块石料填筑,提出一种基于坝体应力分布特征的坝体分区准则和优化调整方法;最终推荐一种块石料半包砂砾石料的坝体分区型式,提高了高混凝土面板砂砾石坝的综合安全性。

官山水库堆石重力坝枢纽布置及稳定性分析

针对官山水库坝址地处河湾地带,坝基存在软弱夹层及结构面,对坝基抗滑稳定不利等问题,文章结合地质钻探成果,围绕坝线经济性、坝型适应性、枢纽布置合理性及坝体抗滑稳定性等关键问题进行了详细分析。分析结果表明,下坝线左右地形更完整,蓄水条件更好。优选的堆石重力坝方案整体布置及结构参数设置合理,地形地质适应性强,经工程处理后软基上建重力坝不存在浅层及深层抗滑问题,可为工程顺利实施提供技术指导。

唐河水库施工导流方案设计

介绍基坑涌水量计算方法,提出防渗处理措施,采用黏土铺盖延长渗径,减少基坑排水量,保障基坑安全。结合永久建筑物结构形式设计导流方案,使围堰布置更加合理,同时减少围堰工程量并降低施工难度。

沥青混凝土心墙坝下游坝体分区及排水优化方法研究

阳江抽水蓄能下水库为沥青混凝土心墙坝,下游坝壳区拟部分使用全强风化料,以达到减少弃渣并节省工程投资的目的。为了优化心墙下游侧坝体分区及排水方案,本文主要探讨坝体分区及排水原则,采用有限元计算分析及参数敏感性分析进行下游坝体分区及排水优化研究。计算结果表明:下水库沥青混凝土心墙坝下游坝壳区可使用全强风化料,全强风化料下部设置下游堆石排水体;当大坝上下游边坡坡度为1:2.50时,该坝体分区断面在各种水位及地震组合下计算出的下游坝坡最小稳定安全系数满足规范要求;下游堆石料排水体厚度建议设置成5.9m,以便将心墙渗过来的水及时排走。

Z油田曲流带复合砂体精细刻画及其应用研究

为了探索水平井与直井联合开发提高采收率技术,针对Z油田平直联合试验区注采井间连通差异较大的问题,综合采用直井及水平井测井信息开展复合砂体精细解剖,并指导不同类型砂体开发调整。结果表明:1)废弃河道细化为轻度、中度、高度和完全废弃4种类型。2)利用水平井声波及伽马曲线值可确定水平段夹层个数及部位,辅助确定砂体类型和规模;利用砂体厚度及高程差异识别单一点坝。3)轻度废弃河道井组单井连通率为81.8%,连通性最好;中度废弃河道单井连通率为66.7%,连通性中等;高度废弃河道单井连通率为25.0%,连通性最差。中轻度及中度废弃河道在开发时调整为采用调剖的方式,高度废弃河道的开发调整为采用压裂的方式;点坝侧积夹层发育的井区,垂夹层方向采用压裂的方式,顺夹层方向先高浓再低浓的方式调整。该研究成果对复合厚砂体化学驱挖潜具有重要的指导意义。

堰塞体溃决离心模型试验供水系统关键技术研究

堰塞体溃决洪水洪峰流量及洪水时程曲线特征的预测是堰塞湖应急抢险及下游风险控制方案制订的重要依据。堰塞体溃决的离心模型试验,在研究堰塞体溃决机理、溃决过程及溃决洪水的历时曲线特征方面独具优势,但离心模型试验供水系统的设计,涉及到从外部静止状态到高速旋转状态的模型中连续供水,同时还要保证堰塞体溃决过程中上游水位为设定的常水头,是堰塞体溃决离心模型试验中的关键性的一大难题。本文围绕以上难题,设计了一种环形水箱以解决从静态到动态模型的连续供水问题,通过理论分析,确定了环形水箱中可提前注入的最大水量。另外在试验箱设置了竖井式溢流口,可以排出高出设定常水头的水体,保证了上游水位的稳定。通过以上设计有效地解决了供水系统中的关键难题,并在后续堰塞体溃决离心模型试验中得到了验证。

不同强度坝基与坝体接触面力学特性试验研究

为研究不同强度坝基与坝体接触面的抗剪强度特性,结合芝瑞抽水蓄能电站,采用NHRI-4000型高性能大型接触面直剪试验仪,通过直剪试验,对比研究了不同强度基岩与坝体接触面的力学特性。结果表明,坝基与坝体软弱接触面的应力-应变关系大体仍符合Clough等提出的双曲线接触面模型;随着接触材料由较硬基岩到软岩,接触面剪应力与剪切位移曲线由典型的软化型转变为硬化型,且采用双曲线接触面模型整理得到的坝体与坝基接触面的力学指标发生了急剧衰减。作为坝基与坝体的接触部位,坝基为软弱基岩、尤其是软弱覆盖层时,相关接触面的力学特性值得重视及进一步研究。

低频振动下某尾矿库坝体氡析出稳定性与坝体损伤标定方法

铀尾矿库坝体在低频振动下会产生裂隙或孔隙导致放射性气体氡逸出,危害人们生命健康及环境。为探讨在振动条件下尾矿库坝体氡析出稳定性与坝体损伤,通过制作尾矿库坝体模型,使用激振台实验模拟,在低频振动条件下收集氡析出数据,得到振动频率与尾矿库坝体损伤后氡析出之间的关系、坝体损伤等级与氡析出率、表面位移等物理数据的关系表。