深覆盖层上土石坝心墙与防渗墙连接型式研究

深厚覆盖层上建造的土石坝常采用封闭式防渗系统。当心墙坝防渗系统坝体采用沥青混凝土心墙、坝基采用封闭式防渗墙时,心墙混凝土基座、防渗墙与相邻土体之间将产生不均匀沉降,易引起基座混凝土断裂和坝壳及覆盖层土体剪切破坏。针对心墙坝坝体心墙与坝基防渗墙合理的连接型式问题,结合某水库工程,采用非线性有限元法,建立三维有限元模型,分析研究了心墙基座与防渗墙不同连接型式下坝体与坝基的变形和应力。通过坝体和坝基的变形协调分析以及心墙基座和防渗墙的应力分析,推荐了合理的连接型式,即深厚覆盖层上沥青混凝土心墙坝坝基采用封闭式防渗墙时,宜采用心墙基座与防渗墙间预留空隙的连接型式,其空隙大小与坝基覆盖层厚度及其力学特性以及防渗墙弹性模量有关,需经计算分析确定。

土石坝心墙掺砾土的渗透特性冻融演化规律试验研究

高土石坝普遍采用掺砾黏土作为心墙区的压实填筑材料,而高寒区土石坝心墙在施工过程中面临严峻的冻融问题。对经历冻融作用后的压实掺砾黏土料开展一系列三轴渗透试验,研究冻融条件下其渗透特性的演化规律。试验结果表明:冻融作用后,掺砾黏土的渗透系数较未冻融时增大,且增加程度受冻融次数、围压、掺砾量和初始含水率等因素影响。随着冻融次数的增加,渗透系数逐渐增大,且在第1~2次冻融过程中增幅最大;低围压和高初始含水率情况下冻融导致的劣化作用更为突出,渗透系数增大更显著;掺砾量对渗透特性冻融演化规律的影响与掺砾黏土内部的土-石细观结构分布密切相关;随着初始含水率的增加,冻融后的渗透系数逐渐增大,但增幅在压实试样处于最优含水率的干侧时较大,而在湿侧时则较小一些。研究结果可为高寒季冻区高土石坝的防渗设计和冬季施工过程的冻融防控提供一定的指导依据。

水布垭堆石坝心墙防渗料试验研究

心墙堆石坝是水布垭水电站的主要比选坝型之一。该坝型的关键技术问题是如何选用心墙料。为此，通过多种手段开展了心墙防渗料的试验研究。大量试验成果表明：以庙王沟碎石土和龙王冲风化页岩为主的水布垭心墙防渗料，其级配具有不均匀、不连续、不稳定和宽级配的特性；击（压）实性和力学性能良好；碎石土和全风化页岩料有较好的防渗和抗渗性能，页岩强风化上带料如能保持较高细颗粒含量或掺入一定比例的全风化料，其防渗及抗渗性能亦可满足要求。由此认为，具有上述性质的拟选材料可直接或经适当处理后作为坝高近２３０ｍ的水布垭大坝的心墙防渗料。

努尔加水库大坝心墙基础工程地质评价

努尔加水库工程位于新疆昌吉市境内三屯河出山口中低山区,工程规模属Ⅲ等中型工程,具有以供水和防洪为主,兼顾灌溉的水库工程。努尔加水库大坝为碾压式沥青混凝土心墙坝,防渗体采用碾压式沥青混凝土结构。坝址区基岩为上第三系厚层泥质胶结的砂砾岩夹砂质泥岩、粉砂岩。做好大坝基的工程地质评价,对大坝至关重要。

茅坪溪防护坝心墙沥青混合料制备及质量控制

茅坪坝是以碾压式沥青混凝土心墙做为防渗体的超百米高坝 ,其沥青混凝土的原材料主要是沥青和矿料 ,沥青混合料的生产主要包括配合比确定 ,骨料初配及干燥加热 ,沥青脱桶、脱水、恒温 ,混合料拌制 ,在生产中应严格质量控制。

深厚覆盖层黏土心墙坝心墙变形计算分析

河谷深厚覆盖层地基修建水工建筑物时,渗透稳定性、不均匀沉陷及沙液化等问题较为突出。本文结合某水利枢纽工程的地形、地质、水文等工程条件,详细分析了此水利枢纽工程的两种方案黏土心墙坝和沥青混凝土心墙坝,在其基础上部采用混凝土防渗墙和下部采用水泥黏土灌浆方案,通过三维有限元静力计算与稳定分析,对每一种设计方案存在的问题及可行性进行了详细的分析。可得出结论:黏土心墙方案和沥青混凝土心墙方案相比,二者的竖向、水平位移、应力以及防渗墙的计算结果显示,分布规律几近相似,但沥青混凝土心墙坝的各项位移数据明显小于黏土心墙坝,而应力结果偏大。

沥青混凝土心墙坝心墙渗水原因分析与防渗处理简述

随着我国经济与农业的快速发展,各地通过建立起大大小小的水库来确保灌溉和防洪的需要,有些水库的大坝使用的是沥青混凝土心墙坝石渣坝,这种坝体具有良好的可靠性和结构性,但是在使用的过程中发现,如果沥青混凝土心墙坝存在渗漏将导致整个坝体出现严重的渗漏,从而导致水库的蓄水能力大打折扣,同时也对坝体的使用寿命造成严重的影响。本文通过对沥青混凝土心墙坝产生的渗漏原因进行分析并对如何做好防渗处理工作进行介绍。

高砾石土心墙坝心墙料加工技术

砾石土心墙堆石坝已逐渐成为世界高坝建设的主流坝型之一,砾石土心墙料加工是大坝施工的关键环节之一。从砾石土的筛分、级配骨料的加工、心墙料的掺合三个环节介绍了高砾石土心墙坝心墙料加工技术,对于高砾石土心墙坝施工具有指导意义。

考虑超标准洪水作用的沥青心墙坝溃决生命损失评估模型

抗冲刷能力更强的沥青心墙坝一旦遭遇超标准洪水,将面临溃决风险,对下游人民造成严重威胁。现有针对沥青心墙坝的溃决生命损失研究尚属匮乏,亟需开展生命损失评估。本文分析超标准洪水作用下沥青心墙坝的溃决特征,考虑生命损失影响因素之间的相互作用过程,基于溃决洪水致灾机制构建生命损失定量评估模型,实现溃决生命损失的快速定量分析;通过方法对比和敏感性分析,明晰不同影响因素对溃决生命损失的作用规律。将模型应用于新疆射月沟溃决案例发现:溃决洪峰流量为3320 m^(3)/s,溃决历时3.35 h,与实际结果相符;生命损失定量模型分析结果为31人,与实际误差在11%以内,优于其他损失模型;风险人口的敏感性指数I_(max)和I_(min)值最大,分别为1.436、0.486,是射月沟溃决生命损失最重要的影响因素,其他依次为洪水严重性、是否撤离、警报时间、淹没范围。

土石坝心墙形式和尺寸的选择

本文从沙流角度出发，论述了土石坝心墙形式和尺寸选择的条件和要求，列举了不同心墙形式对渗流的影响，特别是对心墙下游边坡逸出坡降的影响，并根据国内外150多座心墙坝的统计分析资料，提出了坝高H与心墙底宽b比值的控制值、可供心墙尺寸初步选择时参考。土石坝心墙剖面形式和尺寸的选择与许多因素有关，如坝基的工程地质条件、当地的筑坝土料储量及其性质、心墙的施工条件、渗流条件、变形条件等等。但其中主要的，直接影响到心墙安全的因素还是渗流条件，所以下面仅就渗流条件来讨论心墙形式和尺寸选择的问题。

新疆TP水库沥青混凝土心墙坝三维有限元分析

为了验证沥青混凝土心墙坝设计,采用邓肯张E-B模型对新疆TP水库工程沥青混凝土心墙坝进行三维有限元计算分析。结果表明:三维有限元静力计算得到的坝体坝基、沥青混凝土心墙以及防渗墙应力变形结果符合基本规律,满蓄期大坝发生最大值沉降,沉降值约占坝体和坝基总高度的0.69%。应力应变均在合理范围内,该沥青混凝土心墙坝设计合理,研究结果可为类似坝体设计提供参考。

复杂地质条件下沥青混凝土心墙坝风险识别方法

针对复杂地质条件下沥青心墙坝风险识别问题,本文从“三高一深”复杂地质条件、沥青混凝土心墙和传统土石坝三个风险维度,系统建立沥青混凝土心墙坝风险指标体系。针对主客观信息融合不充分问题,本文采用三角模糊层次分析法(TFAHP)确定风险指标主观权重,通过指标重要性评价法(CRITIC)确定其客观权重,并利用博弈论法(GT)计算最优组合权重,构建基于TFAHP-CRITIC-GT组合赋权模型的沥青心墙坝风险智能识别方法。实例分析表明,新疆奴尔沥青心墙坝工程复杂地质条件风险指标权重占比0.516,是该工程的重要风险因素。综合考虑复杂地质条件风险对于准确识别沥青心墙坝风险因素具有重要工程意义,本文提出的指标体系及识别方法对于西部地区复杂地质条件大坝风险识别及评价研究具有推广价值。

基于HEC-RAS的沥青混凝土心墙坝溃坝洪水过程模拟分析

大坝溃口发展过程模拟是开展溃坝洪水分析的基础,不同坝型溃口发展过程不同,溃口流量(下泄洪水)过程差异很大。文章通过对某水电站沥青混凝土心墙坝溃口形式的研究,采用HEC-RAS(Hydrologic Engineering Centers-River Analysis System)软件进行溃坝洪水模拟,旨在探讨沥青混凝土心墙坝在水库溃坝风险中的关键因素,着重考虑沥青混凝土心墙对溃口发展的影响。结果显示,初始运行水位、洪峰流量的重现期、溃坝历时及泄水建筑的泄流方式对溃口流量产生显著影响。研究成果为未来水利工程的安全可靠建设提供了科学依据。

基于混合模型的黏土心墙坝除险加固渗流稳定性分析

渗流是影响土石坝整体安全的重要因素,为了提升土石坝稳定性,采用有限元法对某水库除险加固后的渗流稳定性进行计算,在有限元计算结果基础上结合实测资料建立混合模型,并对大坝渗流状态进行分析。结果表明,除险加固措施可以有效降低土石坝浸润线、渗透坡降和渗流量,主坝的混凝土防渗心墙和出逸点等各部位渗透坡降均小于允许值,各工况坝坡的抗滑稳定安全系数均满足规范要求。此外,混合模型能够较好地反映大坝渗流的实际情况,可以用于监测预报大坝的工作状态。

沥青混凝土心墙坝漫顶溃坝试验与溃坝过程数值模拟

基于中国新疆射月沟水库溃坝案例资料,在水槽冲蚀试验系统进行了沥青混凝土心墙坝漫顶溃坝试验,直观展现了坝壳料冲蚀与心墙折断过程,发现了抗冲蚀能力强的沥青混凝土心墙对溃坝过程的重要影响。将沥青混凝土心墙坝的漫顶溃坝过程分为3个阶段:坝壳料溯源冲蚀至沥青混凝土心墙裸露;心墙第一次折断,溃口流量迅速增大并出现峰值;心墙发生多次折断直至溃口稳定。在试验成果的基础上建立了模拟溃口流量和溃口形态演化的沥青混凝土心墙坝漫顶溃坝过程数学模型,模型的特色在于通过冲蚀公式模拟沥青混凝土心墙的裸露长度,采用力矩平衡法计算裸露心墙的折断时刻、折断长度和折断次数,从而合理反映了沥青混凝土心墙坝漫顶溃坝时坝壳料与心墙的耦合作用机制。采用建立的数学模型对射月沟溃坝过程进行了反演分析,计算结果表明重要溃坝参数与实测值误差均在±25%以内,较好地反映了溃坝过程,研究成果可为沥青混凝土心墙坝漫顶溃坝过程模拟提供借鉴。

深厚覆盖层上沥青混凝土心墙坝非平稳随机地震动响应分析

由于良好的环境适应能力沥青混凝土心墙坝是我国西南强震区深厚覆盖层场地的优选坝型,然而对于沥青混凝土心墙坝非平稳随机地震作用下的抗震安全评价研究尚有不足。采用改进的Clough-Penzien功率谱结合随机函数,充分考虑地震动频率与强度的非平稳特征,生成了一系列与反应谱拟合的非平稳随机地震动集合,以某深厚覆盖层上沥青混凝土心墙坝为例,对其坝顶水平加速度及竖向永久变形等响应的均值及变化范围等进行了统计分析及分布检验,揭示了覆盖层与坝体响应均值及变异性沿高程变化规律,并通过概率密度演化方法,展示了坝顶水平加速度概率密度沿时间的演化过程,同时对生成的55条非平稳随机地震动进行调幅,结合多条带分析法易损性分析方法开展了深厚覆盖层上沥青混凝土心墙坝非平稳随机地震动易损性分析,给出了以震陷率为破坏等级控制指标的坝体易损性曲线,为深厚覆盖层上沥青混凝土心墙坝的抗震安全评价提供了新的方法和思路。

不同基座高度对沥青混凝土心墙堆石坝受力特性的影响研究

为研究不同基座高度对沥青混凝土心墙坝受力特性的影响,采用邓肯-张E-B模型作为坝体及心墙的本构模型,对大坝施工和蓄水过程进行模拟,并依据基座与心墙的高度关系拟定5种计算方案,对比不同基座高度下堆石体和心墙的受力特性。结果表明,基座越高,大坝堆石体竖向位移及第一、三主应力越小,而心墙第一、三主应力越大,竖向位移则随基座增高而减小。在此基础上,利用熵值法构建了基座影响定权模型,量化了基座高度变化对大坝不同部位的影响程度:基座高度变化对心墙的影响(权重56.06%)最显著,建议工程设计和安全评价需要考虑基座高度发生变化时对心墙第一主应力状态的影响。研究成果可为沥青混凝土心墙堆石坝工程设计和施工提供参考依据。

水库工程粘土心墙坝填筑施工技术

本文通过介绍概况和反滤料试验,了解工程的基本情况和反滤料的效果,然后通过分区填筑顺序和施工方法的研究,确定了粘土心墙料填筑、反滤料填筑、过渡料填筑和坝壳料填筑的步骤和顺序,进行了大坝渗流计算,通过计算方法、计算工况和计算采用参数的分析,得出了渗流计算成果。研究结果表明,粘土心墙坝填筑施工技术能够提高水库工程的抗渗性能,为工程的安全和稳定提供了有力保障。

基于有限元软件的水库黏土心墙坝渗流及边坡稳定研究

利用有限元软件,对水库黏土心墙坝的渗流及其与边坡稳定性之间的关系进行研究。通过建立准确的有限元模型,分析不同工况下的渗流场及其对边坡稳定性的影响。结果表明,通过合理的设计和施工措施,可以有效控制渗流,提高坝体的稳定性。

基于有限元模型的沥青混凝土心墙坝动力反应分析

沥青混凝土心墙坝因其具有较好的防渗性和抗震稳定性,已成为当地材料坝中的重要坝型之一,为探讨地震对沥青混凝土心墙坝安全性能的影响。运用三维有限元方法对新疆某沥青混凝土心墙坝的动力反应进行深入研究,分析沥青混凝土心墙坝在地震极端动力荷载作用下的动力响应,以评估沥青混凝土心墙坝的稳定性和安全性。结果表明:在地震作用下,该沥青混凝土心墙坝的地震反应相对较小,结果符合一般规律,具有良好的抗震性能,分析结果可以为同类工程提供参考。