庙堂沥青混凝土心墙堆石坝心墙基座嵌岩深度对基座应力的影响分析

沥青混凝土心墙堆石坝基座作为连接心墙与坝基的特殊结构,其受力状态对大坝的稳定至关重要。以在建的重庆庙堂沥青混凝土心墙堆石坝为例,选取其最大断面,建立二维模型进行有限元计算,分析探讨了基座在未嵌入基岩、半嵌入基岩、全嵌入基岩三种不同布置形式下的应力分布情况。结果表明,基座在基岩中的嵌入深度与基座内部的拉应力之间关联性较强。在蓄水期,不同布置形式之间拉应力相差最大可达334%,同时,由于廊道在蓄水期时受基座内部较大拉应力的影响,容易造成拉裂破坏,通过改变廊道在基座中的位置,降低廊道周围的拉应力,避免廊道产生破坏。廊道位置改变后,周围拉应力相比于原来下降幅度最大可达87%。

堆石坝心墙与防渗墙不同联结方式抗渗性能的试验研究

为了解堆石坝沥青砼心墙与防渗墙联结接头的抗渗性能，采用平面平行渗流模型，研究了在各种工况下，硬、软接头联结方式的接缝抗渗安全性。结果表明：硬、软两种接头方案均满足抗渗性能要求。硬接头构造简单、施工方便，接缝有效抗渗长度较软接头方案长；软接头能较好适应地基不均匀沉陷，减小心墙和防渗墙结合部的应力集中。又以平面辐向流渗流模型作为校核模型试验，所得试验结果应用复变函数理论将其“化引”为平面平行渗流状态下的结果，以进一步验证硬。

糯扎渡心墙堆石坝心墙方案比较研究

糯扎渡工程在可行性研究阶段,比较了直心墙堆石坝和斜心墙堆石坝两种方案,分析表明,直心墙堆石坝在坝坡稳定性、坝体应力及抗震性方面均满足设计要求,且在地形地质条件、基础处理、抗震性能、施工方便性、工程造价等方面不同程度地优于斜心墙堆石坝,因此,设计最终选择直心墙堆石坝方案。

寨子河堆石坝心墙原型观测仪器埋设施工

寨子河沥青混凝土心墙堆石坝中,为了对沥青心墙的变形情况进行观测分析,布置了温度计、测斜兼沉降管、位错计及二向应变计等仪器。本文介绍了上述仪器的埋设施工方法,可供类似工程参考。

心墙堆石坝心墙接触粘土质量控制

粘土心墙堆石坝因为其安全稳定、经济适用的特点而在国内外的水利水电工程中被广泛采纳,粘土心墙坝的施工技术难点较大;斯里兰卡Moragahakanda水库首部枢纽工程粘土心墙堆石坝接触粘土料采用从料源上控制土料质量、薄层轮式装载机碾压的工艺,压实度满足设计要求,与基岩接触面粘接严密,水库水位蓄到正常蓄水高程,通过坝体埋设的监测仪器观测分析,坝体变形、渗漏、沉降等指标完全满足规范和设计要求。

满拉土心墙堆石坝心墙砾质土材料设计

满拉水利枢纽工程堆石坝防渗土料为含砾轻壤土，通过对土料的试验分析，认为该土料具有较好密实度，较高的抗剪强度指标和低压缩性。其不足是渗透系数偏高，天然含水量偏低，塑性较差。为保证土料的渗透稳定性，进行了三维渗流计算及渗透试验，其结果表明，对该土料只要做好反滤设计，其防渗效果及渗透稳定性均是可靠的。根据计算及试验成果，心墙下游设三层反滤，以确保大坝的渗透稳定性。

高心墙堆石坝材料本构模型计算的适用性研究

为研究不同材料本构模型对高心墙堆石坝应力、变形计算的适用性,以RM 300 m级高心墙堆石坝堆石料的室内试验成果为基础,分别对邓肯E-B模型、沈珠江双屈服面模型及MPZG模型进行材料本构验证和坝体有限元分析。研究结果表明:3种模型均能较好地表现堆石料三轴路径下的应力响应,而邓肯EB模型在低围压下体积响应表现效果欠佳;3种模型计算的坝体应力、变形分布均符合一般规律,应力相近,但变形计算中邓肯E-B模型得到的沉降与顺河向位移均较大;在高心墙堆石坝建设初期,可采用邓肯E-B模型进行早期分析,后期宜采用沈珠江双屈服面模型、MPZG模型等进行决策评价。

基于LHS-ISSA-SVR的心墙堆石坝渗流参数反演方法及应用

高效合理地确定大坝的渗流参数是科学分析大坝渗流性态的关键。针对心墙堆石坝复杂多渗流参数反演问题,提出了一种基于LHS-ISSA-SVR组合代理模型的心墙堆石坝渗流参数反演新方法。基于饱和—非饱和渗流理论,建立了心墙堆石坝渗流有限元模型,采用拉丁超立方抽样(LHS)获取均匀性更优的渗透系数组合样本集,并代入有限元模型模拟监测点水头,通过支持向量回归机(SVR)准确建立监测点水头与材料渗流参数的映射关系。融合佳点集、莱维飞行与柯西反向学习策略改进麻雀搜索算法(SSA),基于改进的麻雀搜索算法实现了SVR模型参数的优化调整和渗流参数的智能反演。工程实例应用表明,各监测点渗压水头反演值与实测值相对误差均在2.5%内,心墙堆石坝渗流场位势分布规律合理,渗流参数反演结果准确可靠。该方法为准确反演长期服役的心墙堆石坝渗流参数提供了新途径。

基于ABAQUS的心墙堆石坝湿化流变耦合数值模拟方法

针对库水作用下心墙堆石坝湿化与流变耦合影响下的坝体变形问题,结合邓肯—张E-B模型、修正沈珠江湿化模型和沈珠江三参数流变模型,提出了湿化流变耦合计算模型,同时基于ABAQUS平台子程序开发,实现了考虑坝体堆石料湿化流变耦合分析,并进行了相应的验证及坝高从100~300 m的敏感性分析。结果表明,耦合作用下的上游堆石体沉降量较非耦合作用下增加约12%~16%,向上游位移减小约5%~10%,且耦合作用对坝体变形的影响随坝高增大而愈发显著。该研究可更为准确地考虑湿化与流变耦合作用下的坝体变形,对心墙堆石坝的设计、施工具有现实的理论意义和应用价值。

黏土心墙堆石坝坝体填筑施工关键技术探析

为有效解决坝体填筑工程量大、施工周期长、质量难控制等难题,文章结合某黏土心墙堆石坝实例,从填筑料控制指标、填筑碾压试验、坝体填筑施工等方面进行研究,提炼并总结出一套黏土心墙堆石坝坝体填筑施工技术,不仅保证了坡面平整度、密实度满足设计要求,极大提高了生产效率,且防范了施工质量病害隐患。本文研究成果可供后续类似大坝填筑施工参考。

德厚水库粘土心墙堆石坝施工技术及质控探究

粘土心墙堆石坝是水利工程中常用的大坝类型,主要利用当地的建筑材料进行施工由于它具有因地制宜、就地取材的特点在水利工程中得到广泛应用。本文针对德厚水库粘土心墙堆石坝施工进行研究,总结了德厚水库工程施工的关键工序、关键施工技术、质量控制方法,帮助技术人员了解粘土心墙堆石坝的施工流程、质量控制方法,提升水利水电工程的施工质量控制效果。

深厚覆盖层上沥青心墙堆石坝智能建设关键技术研究及应用

当前众多沥青心墙堆石坝建设于深厚覆盖层上,给工程建设与运行安全带来了较大考验。针对该问题,本文基于大坝智能建设理念,以巴塘沥青混凝土心墙坝为主要研究对象,构建了深厚覆盖层上沥青心墙堆石坝智能建设体系,实现了振冲桩施工、防渗墙施工、沥青混凝土温度控制及大坝填筑全过程监控,构建了巴塘水电站坝体-坝基施工质量全方位智能监控体系,提升了施工过程管控水平。

黏土心墙堆石坝防渗土料掺配加工技术研究

针对土石坝项目因周边环境、水文地质不良以及征地问题造成的土料场料源储量少、质量不合格等问题,笔者以广西蒙山古皂水库为例,分析土料加工控制原理,研究土料开采、加工、运输等环节的控制措施,总结出控制黏土心墙堆石坝防渗土料质量优化的施工技术,提出适用于该项目的防渗土料掺配加工工艺。结果表明:所提出的工艺将土料生产效率从600 m3/d提高到850 m3/d,效率提高了41.67%;大坝心墙填筑工期由原计划的12个月缩减至9个月。研究成果可为土石坝土料加工提供参考。

库水骤升条件下特高心墙堆石坝渗流及坝坡稳定性分析

为分析库水骤升对特高心墙堆石坝的渗流特性及坝坡稳定性的影响,以某特高心墙堆石坝实际情况为例,建立有限元分析模型,采用饱和-非饱和非稳定渗流理论,对库水骤升阶段渗流场进行了数值模拟,并将非稳定渗流场与极限平衡法相结合分析了坝坡稳定性。研究结果表明:库水骤升过程中,心墙内浸润线变化相对库水位变化表现出明显的滞后性,浸润线呈现“下凹”形状,且水位骤升速率越快,向下弯的程度也越大;库水骤升阶段,心墙内非稳定渗流等势线整体向上游偏移;库水骤升对上游坝坡稳定性具有有利影响,下游坝坡由于心墙较好的防渗性,基本保持不变。

黏土心墙堆石坝填筑受力特性有限元数值分析

笔者以蒙山县古皂水库黏土心墙堆石坝为例,采用岩土工程有限元软件Plaxis 3D对大坝填筑过程进行数值模拟分析,研究在掺入膨润土和不同碾压方式等工况下大坝变形和内力变化规律。结果表明:1)随着掺入膨润土及增加碾压遍数,大坝沉降量有所减小,振碾效果优于静碾效果;2)掺入膨润土对大坝基础灌浆部位变形几乎无影响,碾压方式和碾压遍数对大坝基础灌浆部位的变形及内力变化影响较明显;3)掺入膨润土后采取静碾2遍和动碾6遍的方案进行施工,大坝变形和内力变化均处于可控范围内,此方案是较为合理的。研究成果可为大坝填筑施工提供理论依据。

特高堆石坝砾石土心墙非均质缺陷对渗流场影响分析

砾石土心墙是特高心墙堆石坝防渗系统的关键组成部分,受土料物理特性以及掺料、碾压等施工过程中不确定性因素的影响,心墙砾石土渗透系数表现出一定的非均质性和随机性,对特高堆石坝渗流稳定安全造成重要影响。本文利用分形数学方法刻画出特高堆石坝心墙碾压分层结构及非均质缺陷,三维渗流模拟结果显示,存在非均质缺陷条件下心墙内水位等势线出现抬升,心墙下游面渗透坡降局部发生突变,最大渗透坡降超过允许值,增加下游面渗透破坏风险。砾石土心墙碾压施工过程中应减少欠碾或过碾等质量缺陷,严格控制压实质量。

长河坝水电站特高心墙堆石坝双防渗墙渗流控制特性反演分析

为高效反演模型渗流参数,建立有限元模型,采用多因素敏感性分析法研究了长河坝水电站特高心墙堆石坝坝基渗流控制特性对防渗系统各材料以及表层基岩的渗透系数的敏感性。结果表明:表层基岩和主防渗帷幕的渗透系数对双防渗墙各自阻挡水头比例影响较大,极差分别为0.174和0.125;其余材料渗透系数影响较小,敏感性由强到弱排序为副防渗帷幕、副防渗墙、主防渗墙、砾石土心墙;基于此结果的反演计算值与实测值之间误差不超过5%,满足工程应用要求。

西南某特高心墙堆石坝溃坝概率研究

针对我国西南地区拟建的某特高心墙堆石坝,基于工程资料分析得到了大坝风险要素,采用FMECA法分析确定了大坝主要溃坝模式为漫顶溃坝和渗透破坏溃坝,其中,漫顶溃坝有5种溃坝路径,渗透破坏溃坝有3种溃坝路径;利用事件树法计算这8种溃坝路径的溃坝概率,最终计算得到综合溃坝概率。该计算结果可为编制应急预案和工程建成投运后的突发事件监测预警及应急处置提供科学依据。

考虑渗透系数空间变异性的超高心墙堆石坝渗流分析

为探究超高心墙堆石坝多组防渗材料空间变异性对渗流安全的影响,根据建立的随机渗流分析模型,对某超高心墙堆石坝内多组防渗材料的渗透系数进行空间离散,系统研究坝体和坝基内渗流控制指标的演变规律。结果表明:心墙渗透系数的变异系数每增加0.1,其最大水力坡降的均值增大约9.8%,远高于帷幕灌浆和天然坝基。同时考虑基岩与帷幕灌浆的随机渗流特性后,帷幕前压力水头的最大值与仅考虑帷幕灌浆时增大了5%,坝基材料的空间变异性对帷幕灌浆渗流安全有一定影响。忽视防渗体的空间变异性,会高估防渗结构的渗流安全状态。

低水位运行下心墙堆石坝的渗漏与渗流稳定分析

某水库坝体为黏土心墙堆石坝,坝体在库水位较低工况下发生了多处渗漏。通过开展现场监测和室内渗透试验,对心墙堆石坝的渗漏原因进行了分析,并进一步建立了坝体三维有限元渗流计算模型,分析了正常蓄水位工况下大坝的渗流稳定。结果表明,由于心墙堆石坝黏土心墙料的渗透系数与坝壳料的渗透系数接近,同时大坝下游排水设施排水效果较差,造成大坝在低水位运行工况下发生了渗漏;正常蓄水位工况下坝体浸润线过高,有可能导致下游坝坡渗透破坏、坝体渗漏过大的问题。因此,建议工程对坝体下游反滤排水设施进行改造或增设防渗墙。