低胶材泵送机制砂混凝土的应用研究

为满足黄沙洞水库埋石混凝土重力坝的施工技术要求,开展了低胶材泵送机制砂混凝土性能试验研究。结果表明:采用保坍型聚羧酸系高性能减水剂可明显改善低胶材泵送机制砂混凝土拌合物的和易性与可泵性等施工性能,C15和C20混凝土的坍落度经时损失分别为5.6%和0%,含气量经时损失分别为15.6%和9.1%,泌水率分别为0.2%和0%;硬化混凝土的强度与耐久性满足埋石混凝土重力坝施工技术要求,C15与C20混凝土的28d抗压强度分别为设计强度的189%和162%,经50次冻融循环后的相对动弹性模量分别为90.5%和92.3%,抗水相对渗透性系数分别为3.48×10^(-10)cm/s和1.92×10^(-10)cm/s。

混凝土高坝裂缝光纤分布式监测能力的研究

基于单点裂缝模型试验结果分析,提出了一种利用瑞利散射的工程结构裂缝光纤监测复用能力的方法,得到水工混凝土裂缝光纤监测两种典型方案的裂缝复用能力,结合三峡工程泄洪坝段上游面出现的裂缝,进行了光纤裂缝传感复用能力的工程适用性分析,进一步揭示工程裂缝光纤分布式监测能力研究的意义.

高面板堆石坝抗震安全评价标准与极限抗震能力研究

针对强震区高面板堆石坝的特点,提出了基于稳定、变形、面板防渗体系安全的高面板坝抗震安全评价和极限抗震能力分析方法,并建议了坝坡抗震稳定、坝体局部动力稳定、坝体地震残余变形、面板防渗体系的抗震安全评价标准。对坝高超过250 m的某高面板堆石坝进行了极限抗震能力分析,根据坝坡稳定性、地震残余变形、单元抗震安全性、面板防渗体系抗震安全性等多角度的评价结果,初步认为,该高面板堆石坝的极限抗震能力为0.50g^0.55g。

混凝土大坝裂缝光纤监测关键性基本问题的协同研究

灵敏性与复用能力是基于瑞利散射的混凝土坝裂缝光纤监测两个最为关键、且相互约束、不可分割的基本参量。基于单裂缝混凝土模型试验,对大坝裂缝光纤监测中采用的光纤传感技术的灵敏性和复用能力进行了定量化协同研究,得到了传感光纤在大坝安全监控缝宽控制范围内、对应于同一光信号衰减规律的灵敏性和复用能力与裂缝宽度关系曲线,为光纤传感在我国大型水电工程裂缝监测中的进一步研究和应用提供了基本参照。

混凝土坝裂缝光纤分布式监测能力

基于混凝土模型试验,对大坝裂缝光纤监测中采用的光纤传感技术的分布式监测能力进行了定量分析,得到了传感光纤在大坝安全监控控制缝宽范围内、裂缝与光纤夹角为30°、45°、60°的复用能力及其与裂缝宽度关系曲线,为光纤传感在我国大型水电工程裂缝监测中的进一步研究和应用提供了理论依据。

阿尔塔什面板坝抗震措施离心机振动台试验研究

采用离心机振动台模型试验技术,研究了不同抗震措施和不同地震加速度时新疆阿尔塔什面板坝的地震反应、地震变形和极限抗震能力。覆盖层加速度放大系数为1.0左右,坝体中加速度放大系数明显增大且越往坝顶就越大。随着基岩输入地震加速度的增加,坝体地震加速度放大系数呈减小趋势,坝顶沉降和坝顶沉陷率增大。抗震措施可以有效减小坝顶地震沉降和提高坝坡稳定性。地震引起坝坡变形主要是堆石料滚落、浅层滑坡和局部塌陷,且地震加速度越大,坝坡变形越剧烈,滑塌位置越低。在峰值加速度320.6 gal地震条件下,坝顶加速度放大系数约为2.6～2.8,坝顶沉降约为290～330 mm,沉陷率为0.18%～0.20%。大坝的极限抗震能力在无抗震措施时为0.45 g,3层钢筋网加固时为0.55 g,2层钢筋网加固时为0.50 g。试验结果验证了阿尔塔什面板坝抗震工程措施的有效性。

混凝土坝裂缝光纤监测复用能力及与灵敏性的关系

根据光纤微弯损耗原理,导出了混凝土裂缝引起的光纤微弯损耗方程.基于理论分析和混凝土模型试验研究结果,指出分布式光纤裂缝传感的复用能力与灵敏性之间存在约束关系,灵敏性高,则复用能力低,反之亦然.对两者关系的定量分析表明,光纤裂缝传感的工程应用,应结合具体的工程实际,对这2个基本参数进行均衡量化.

裂缝方位对大坝裂缝光纤监测复用能力的影响

为光纤裂缝传感的工程应用提供具体的指导,进行混凝土模型试验。试验针对大坝裂缝方位的随机性对基于瑞利散射的光纤分布式监测能力的影响进行了定量分析,发现裂缝相对于光纤的方位增大时,光纤的复用能力呈现更大幅度的增加,表明工程裂缝方位的随机性对光纤分布式监测能力具有较大影响;对这种影响的机理进行了分析,并提出相应的提高光纤分布式裂缝传感复用能力的技术路径。

混凝土坝裂缝分布式光纤监测复用能力研究

针对大坝安全监测的常规观测仪器存在的缺陷,基于理论分析与模拟试验,定性定量分析了混凝土坝不同的裂缝间距、夹角及宽度工况下光纤微弯裂缝传感器的复用性能,获得了预测复用能力的优化公式,并总结了复用修正系数表,为光纤传感在大型水电工程裂缝监测研究与应用提供了理论依据。

基于P-D-ε曲线的混凝土重力坝抗震分析

为分析混凝土重力坝的抗震能力,基于Koyna地震波设置若干地震工况,先利用混凝土塑性损伤模型(CDP模型),基于ABAQUS计算大坝的地震响应,并提取关键区域混凝土的应变时程曲线,再使用基于可靠度的混凝土最大应变与损伤关系曲线(P-D-ε曲线)分析混凝土的损伤程度,进而判断混凝土大坝在不同状态下可承受的峰值加速度。结果表明,在地震输入加速度峰值较小时,坝体会出现局部损伤,但未破坏,当达到较大峰值加速度时,坝颈混凝土破坏,大坝安全性降低。

考虑水平薄弱层的碾压混凝土拱坝振动台试验研究

由于碾压混凝土坝的施工工艺特点及特殊情况的出现,局部易形成薄弱层。为探究水平薄弱层的存在对拱坝地震超载能力与失效模式的影响,在振动台上进行了大坝模型动力破坏试验。模型的建立基于弹性力-重力准则,在相似关系设计时考虑了原型与模型材料力学特性的率敏感性,同时在动态加载条件下进行了含薄弱层的模型材料劈拉试验。选择模型基频对应的谐波逐级加载研究拱坝在超载作用下的反应。试验表明,拱端横缝的张开以及拱冠附近诱导缝的开裂释放了拱向约束,使得拱冠梁水平薄弱层处的梁向作用增强,易发生破坏。通过本次试验结果与不考虑薄弱层的研究结果对比,得出结论:水平薄弱层的存在并没有显著降低坝体整体超载能力,主要影响拱向约束减弱后,梁向位置进入悬臂梁加载模式后的失效模式。本文研究结果可为评估水平薄弱层的存在对拱坝超载能力与失效模式的影响提供试验依据。

混凝土重力坝极限抗震能力评价方法

从基于性能的抗震设防标准及理论出发,针对混凝土重力坝的结构特点,在结构地震反应时域分析的基础上,提出从大坝需求能力比与超应力累积持时、破坏模式、抗滑稳定性及坝基塑性区扩展等方面综合评价混凝土重力坝极限抗震能力的研究方法。以印度Koyna重力坝为例,采用扩展有限元法(XFEM)模拟了大坝动力破坏过程,数值模拟结果与文献中的模型试验结果基本一致,验证了计算模型的有效性,从基于性能的抗震评价模型及大坝开裂破坏模式评价Koyna重力坝的极限抗震能力为0.40g～0.45g。最后对国内某混凝土重力坝的极限抗震能力进行了探讨和研究,根据大坝需求能力比与超应力累积持时、破坏模式、抗滑稳定性及坝基塑性区破坏范围的综合评价结果,初步认为该重力坝的极限抗震能力为0.45g～0.50g。

多参数可调式RCC碾压模拟试验装置研制与应用

通过碾压试验,寻求最佳的碾压参数组合是确保碾压混凝土(RCC)坝压实质量的关键。常规在大坝施工前开展RCC碾压试验成本高、费时间。本文提出基于压实能力的模拟相似原理,研制了多参数可调式RCC碾压模拟试验装置。该装置不但可克服小型碾压试验的碾轮缩尺效应,以及振动压实成型试验平板振动方式与实际碾轮滚动振碾差异较大的弊端,而且可实现碾压机静压力、激振力(振动频率和振幅)、行驶速度、碾压遍数等多级可调。模拟试验结果表明:该装置可等效模拟实际碾压机工作状态;碾压的试件密度和强度能够达到标准试件的密度和强度,含层面试件的抗剪强度也能满足实际施工的要求。本装置可为研究不同碾压参数对RCC坝料压实质量的影响规律,进而优化碾压参数提供了一条经济、便捷、准确、有效的技术途径。