含复杂结构面RCC高拱坝坝肩抗滑稳定研究

复杂地质条件对坝体抗滑稳定极为不利,尤其是存在结构面相互切割成岩块,削弱岩体完整性,对坝肩抗滑稳定影响较大。某RCC高拱坝最大坝高132m,坝址区地质条件复杂,断层和长大裂隙密集带纵横交错,层间剪切带横切山谷,坝肩抗滑稳定问题突出。为了探讨复杂地质条件下结构面对坝肩稳定和变形的影响,采用三维地质力学模型超载法破坏试验并结合有限元计算,对各结构面变位进行分析,揭示了影响左坝肩稳定的结构面是f5、f4、Lp285、L2、fj2、fj3、fj4,影响右坝肩稳定的结构面是f4及Lp4-x、fj3、fj4;模型试验求得坝肩整体稳定非线性变形超载安全系数K_2=3.4～4.3,有限元计算K_2=3.0～4.0,坝肩整体稳定满足要求;在此基础上,基于块体理论,根据坝肩结构面产状及组合,开展了典型滑移块体的失稳研究,并总结滑裂面失稳判定区间,分析得出两岸坝肩3种典型块体中＂关键块体＂位于左岸,试验得到＂关键块体＂安全系数为2.4～3.0,说明复杂结构面削弱坝肩稳定,需进一步进行处理,以提高坝肩抗滑稳定性。

考虑断层影响的RCC高拱坝静动力计算分析研究

针对某RCC高拱坝坝址区复杂地质条件,采用有限元计算方法,结合ANSYS分析软件,对比分析了拱坝在断层处理前后各种工作状态下的坝体等效应力及坝肩岩体抗滑稳定,研究了断层对拱坝各种工作状态下的影响,验证了断层加固处理方案的安全性。结果表明,右坝肩近垂直穿过坝轴线的断层对坝体应力产生明显影响,是导致坝体应力、位移及坝肩稳定失衡的主要原因,通过采用分层开挖平洞对断层进行固结灌浆的加固处理方案可有效改善拱坝的工作性态。

基于地震反应谱的某RCC高拱坝应力及稳定分析

针对地震区域某RCC高拱坝,依据地震反应谱法和有限元计算原理,结合ANSYS分析软件,通过模拟地震荷载作用下的高拱坝运行工况,计算坝体的应力变形及岩体稳定情况。研究结果表明在地震荷载作用下拱坝坝体顺河向地震响应最为强烈,坝体整体应力值以及周围岩体的抗滑稳定安全系数值能够满足控制标准要求。

高碾压混凝土拱坝温控可靠性分析

运用可靠度理论,考虑大气温度和关键混凝土参数的不确定性对拱坝温度场、应力场的影响,并将其作为随机变量,以控制拱坝施工期坝体最高温度为例构建坝体最高温度控制功能函数,采用响应面法解决功能函数无法显式表达的问题,从而建立拱坝施工期坝体温控失效概率和可靠度指标求解新模式。计算结果显示,与蒙特卡罗法计算结果的相对差别不超过8.36%。新方法在解决实际工程问题时可避免大规模的数值计算,在保证计算精度的前提下大幅提高了计算效率。

高碾压混凝土拱坝中的构造缝问题研究

为了控制施工期温降引起的坝体裂缝，国内外已建成的几座碾压混凝土拱坝普遍设置了诱导缝。我国在国家“八五”科技攻关过程中深入研究了诱导缝的作用和合理布置问题，提出了诱导缝等效强度计算模型和断裂判别式以及有效作用范围估计方法，为诱导缝设计提供了理论依据，并对高碾压混凝土拱坝设置少量横缝的作用和适用条件提出了依据。

基于相关性方差贡献率的高坝泄洪振动数据级融合方法

针对单一传感器信号只能反映结构的局部特性及易受干扰的问题,提出了基于相关性方差贡献率的数据级融合方法;通过计算振动信号的相关性方差贡献率来分配融合系数,从而实现多传感器信号之间的数据融合。锦屏一级高拱坝原型观测信号和自制的碾压混凝土坝水弹性模型实测信号的数据融合结果表明,该方法具有良好的抗噪性,可挖掘振动信号中的高频微弱信息和密频信息。与基于相关函数的数据级融合方法相比,基于相关性方差贡献率的数据级融合方法使融合后的信号能更加全面地反映坝体整体振动特性,更适用于高拱坝及碾压混凝土坝振动信号的模态参数识别。

高碾压混凝土拱坝结构分缝及材料特性研究

高碾压混凝土拱坝结构分缝及材料特性研究是国家“九五”重点科技攻关计划的专题。依托目前世界上在建的最高的沙牌碾压混凝土拱坝工程 ,研究解决坝体温度应力大 ,如何优化坝体结构分缝方案和提高筑坝材料的抗裂能力等问题。通过对诱导缝设置理论和方法的研究、全过程仿真温度计算分析、坝体开裂的机制和破坏形态探讨、重复灌浆技术和预埋冷却水管的温控措施研究 ,以及混凝土材料和配合比的优选等系统的攻关 ,为优质高速建成沙牌高碾压混凝土拱坝创造了条件 ,为推广应用于其他工程 ,形成 10 0m以上高碾压混凝土拱坝的成套建设技术 。

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。

中国碾压混凝土拱坝材料特性研究

通过对碾压混凝土原材料、配合比、技术性能三方面的研究结果表明,中国拱坝碾压混凝土具有水泥用量少、粉煤灰掺量高、胶凝材料用量适中、绝热温升低、抗裂性好等特性;对比沙牌拱坝碾压混凝土,高抗裂碾压混凝土强度提高、弹性模量下降、弹强比减小、极限拉伸值提高,表现出极好的抗裂性能。

碾压混凝土高拱坝设计新方法

控制拱坝的裂缝是拱坝设计中必须认真解决的问题 ,而消除施工期水化热温升的不利影响 ,是碾压混凝土高拱坝设计中的关键。为此 ,结合沙牌碾压混凝土拱坝的设计研究及应用经验 ,提出了以预制混凝土重力式模板成缝技术和碾压混凝土预埋高密度聚乙烯冷却水管降温技术为基础的碾压混凝土高拱坝设计新方法。这种方法适合碾压混凝土高拱坝特点 ,较好地解决了碾压混凝土高拱坝设计的关键问题 ,其设计思想明确 ,能使碾压混凝土高拱坝设计规范化。

高寒地区碾压混凝土筑坝技术在龙首水电站的应用

国家电力公司重点科技攻关课题《高寒地区碾压混凝土筑坝技术研究》 ,以龙首水电站为依托工程之一 ,结合龙首水电站工程高寒、高温、高地震、高蒸发的气候、地质特点 ,采用了拱坝、重力坝、推力墩结合的“三接头”的布置形式 ,在节省投资、保证质量的前提下 ,对本地筑坝材料进行技术改造和试验研究 ,取得了较好的效果。目前 ,该坝成为国内外已建成的最高、最薄的双曲碾压混凝土拱坝 。

高碾压混凝土拱坝损伤振动响应特性

高碾压混凝土坝泄洪时,坝体的振动特征是反映其是否安全运行的重要指标。为探明高碾压混凝土坝的损伤振动响应特性,基于理论分析和数值模拟方法,以坝体典型裂缝和碾压成层结构为损伤性结构指标,对无损伤坝体、裂缝损伤坝体、成层损伤坝体和双损伤坝体的流激振动响应规律进行了对比分析。结果表明:碾压成层强度越低、碾压厚度越大、碾压层数越多,拱坝的流激振动响应越大。针对碾压成层和裂缝损伤建立4种不同的损伤模型,进行动力响应计算,得出:碾压成层结构以及裂缝结构,都会使得拱冠梁以及坝肩部位和损伤部位的动力响应增大;并且当同时存在2种损伤时,2种损伤还将相互影响,使得坝身的动位移进一步增大,对坝身安全最为不利。

三河口高碾压混凝土拱坝基础垫层混凝土温控措施研究

三河口拱坝为国内第二高碾压混凝土双曲拱坝,坝高141.5 m,工程建设难度大,其突出特点为河谷较宽,坝体方量大,研究拱坝垫层混凝土的浇筑温度、浇筑时机及温控措施,是保证垫层混凝土浇筑质量,以及确定垫层以上大坝碾压混凝土填筑时段的重要基础。通过5个不同方案的研究分析,确定了垫层混凝土浇筑采取控制浇筑温度为14℃,并采取通水冷却温控措施,水管间距为1.0 m×1.0 m,通水温度为20℃,也确定了垫层混凝土上部碾压混凝土在10月15日之前填筑为宜,可以为其他工程拱坝设计提供有价值的参考。

狭窄河谷碾压混凝土高拱坝分缝形式研究

特殊的地理条件使得西部地区形成了许多狭窄河谷,对于这些狭窄河谷,修建碾压混凝土高拱坝具有节约水泥用量、简化施工工艺、加快施工速度和工程造价低等优点。而狭窄河谷碾压混凝土高拱坝在施工及运行期可能会因为过大温度应力从而产生危及坝体安全的贯穿性裂缝,解决此问题的方法之一是在坝体上设置结构缝。立洲碾压混凝土拱坝最大坝高为132 m,为世界级高碾压混凝土拱坝。根据立洲碾压混凝土拱坝地质力学模型试验结果,得出坝体需设缝的必要性。随后采用三维有限元数值计算方法,通过建立立洲碾压混凝土拱坝三维有限元分析模型,探讨、评价各分缝方案中在正常运行期坝体的应力、变形特征。在此基础上,通过超载至模型失稳破坏,研究不同分缝形式下坝体的开裂破坏特性,找出一种相对较优的坝体分缝方案,以期能为工程的设计提供一些参考。

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。

我国坝工技术的发展

1980年后,我国坝工建设取得了巨大成就。总结工程经验,联系工程实际,重点针对最有发展前景的混凝土面板堆石坝、碾压混凝土坝和高拱坝三类大坝,从发展历程、基本设计原则、关键施工技术到质量控制要点进行较全面的论述和概括,并对我国今后坝工技术的发展寄予殷切期望。

引汉济渭(一期)调水工程关键技术研究

引汉济渭工程是一项非常复杂的水资源配置系统工程,影响因素多,工程难度极大。如此超常规的工程建设必然带来一系列的科学技术问题。分析工程存在的关键技术问题并开展这些问题的研究工作,将对工程建设的设计、施工有重要的指导作用,并为工程建设提供技术保障。

三河口水利枢纽坝基固结灌浆试验研究

为保证三河口水利枢纽大坝浇筑施工进度及坝基固结灌浆质量,需要进行坝基无盖重固结灌浆试验。对试验区地质条件进行研究,依据地质条件编制了固结灌浆试验方案,对灌浆前后透水率、单位注灰量、抬动变形等进行了分析与讨论。结果表明:左、右岸坝基及右岸断层裂隙带3个试验区平均透水递减率分别为96.7%、81.8%、73.4%,各孔压水透水率均呈不断减小的趋势;3个试验区平均单位注灰量递减率分别为64.7%、12.6%、66.4%,各孔单位注灰量均呈不断减小的趋势;3个试验区各孔段压水透水率均小于3.0 Lu;各孔段均未在施工过程中出现抬动变形。这些结果表明了此次固结灌浆具有良好效果。

国家科技攻关与我国水利水电事业的发展

20世纪70年代初,国家科委和水利电力部把水电工程建设的关键技术难题列为国家科研计划项目,从此,通过“五五”、“六五”、“七五”、“八五”、“九五”5次科技攻关,我国筑坝技术取得了很大发展。攻关科技成果在碾压混凝土坝、面板堆石坝及高拱坝中的应用,以及MgO混凝土筑坝技术,水轮发电机循环蒸发冷却技术,抽水蓄能电站建设技术等都取得了重大进展。

大花水碾压混凝土高薄拱坝快速施工技术研究

大花水水电站是目前国内在建的最高碾压混凝土双曲薄拱坝。由于电站坝址河床狭窄,两岸山坡陡峭,左右岸均无上坝公路,加之无垂直入仓的起吊设备,为此对传统的汽车和真空溜管入仓方式进行了优化。施工中水平运输方式采用了高速胶带机,陡峭岸坡的垂直运输采用钢管缓降器,既加快了工程施工速度,又降低了工程成本,并创造了拱坝碾压混凝土在一个月内连续浇筑上升33.5m的新纪录。