基于地质力学模型试验的拱坝整体稳定性分析

地质力学模型试验是评价拱坝整体稳定性和加固处理效果的有效手段,采用200∶1几何比尺对新疆某高拱坝进行三维地质力学模型试验;模型采用小块体砌筑技术对坝址区不同质量分级岩体的变形、强度特性以及优势节理裂隙进行模拟,基于压缩变形相等的原则模拟断层、岩脉等软弱结构面,并且考虑了建基面槽挖填换混凝土、抗剪洞等加固处理措施;基于油压千斤顶加载系统模拟坝面分布式水载,采用数据采集系统和视频监控系统记录分析坝体及坝基在超载过程中的变形、应力和开裂破坏过程;确立了拱坝起裂安全度K_(1)、非线性起始安全度K_(2)、极限荷载安全度K_(3)三个稳定性评价指标;此外建立数值模型,基于变形加固理论对比分析了拱坝的整体稳定性,确定工程稳定的控制部位和值得注意的薄弱区域。结果表明:拱坝的3个安全度分别为K_(1)=2.0、K_(2)=4.5~6.0、K_(3)=11~12。在超载过程中,河床右岸坝踵破坏程度较左岸严重,断层jef36、jef4局部出现开裂但未见明显错动。整体而言,地基和坝体的破坏程度均较小,整体上是稳定的。

基于地质力学模型试验的大岗山拱坝整体稳定性分析

地质力学模型试验是研究拱坝整体稳定性的有效方法,采用250∶1的模型比例尺对有基础处理的大岗山拱坝进行三维地质力学模型试验。通过小块体砌筑技术模拟裂隙岩体的变形和强度、坝基不连续结构面以及坝基处理措施;通过油压千斤顶加载系统施加坝面水荷载;采用的数据采集系统能及时、高效地测量坝面应变、坝基岩体外部位移和内部相对位移,并自动存储数据。采用超载水容重法进行超载破坏试验,得到拱坝坝体位移和应力的分布规律以及坝体和坝基岩体的开裂破坏过程。采用3个特征超载安全系数K1,K2和K3对大岗山拱坝整体稳定性进行评价。通过地质力学模型试验和基于变形加固理论的三维数值模拟对比分析表明,大岗山拱坝整体稳定性较高,并得到对拱坝–坝基整体稳定起控制性作用的部位。