巴山水电站高折线面板堆石坝运行性状研究

以巴山水电站填筑及运行期的原型观测资料为依据,反演分析了坝体堆石料的非线性邓肯E-B模型参数,用观测资料验证了参数的合理性;以反演参数为依据,采用三维黏弹性有限元仿真计算了坝体开始填筑至经历7.10洪水后面板的应力变形情况,计算分析了面板连接缝变形和面板脱空、垫层料亏坡情况,分析了三期面板局部挤压破坏和裂缝的原因。分析表明:浇筑面板时堆石体沉降未收敛和初次蓄水时涨水过快是三期面板局部挤压破坏和裂缝的主要原因;经历洪水后连接板附近未出现拉应力区域,面板垂直缝及周边缝变形较小,三期面板顶部出现了轻微的脱空;面板折线处与周围变形协调性好,没有出现应力变形突变现象,设置连接板改善了面板的变形及受力状态,效果良好。

大角度折线型高面板堆石坝三维数值模拟分析及应用

对大角度折线型高混凝土面板堆石坝进行系统的研究,探索其受力变形规律,有利于进一步提高混凝土面板堆石坝的筑坝技术,同时拓宽混凝土面板堆石坝的应用范围。以某拟建工程为例,采用三维非线性有限单元法,建立折线型面板堆石坝的数值模型,分析其坝体及面板的应力、应变变化规律,研究折线型坝体结构与面板结构缝变形之间的非线性关系。研究结果表明:采用三维非线性有限单元法进行折线型混凝土面板堆石坝整体性能研究是可行的;折角两侧的坝体沿坝轴线方向具有向折点部位偏移的趋势;在坝体变形的带动下,两侧面板的水平向拉应力和结构缝张开变形增大;重点提高堆石体力学性能,以及利用转角布置的灵活性优化整个大坝的布置条件,可有效地提高折线型面板堆石坝运行的安全性。

对折线形面板堆石坝方案的选择及其三维有限元计算成果复核

某工程根据施工阶段开挖及钻孔揭露,其左岸趾板线跨越断层破碎带及其影响带,该破碎带基础沉降变形影响大,防渗处理难度较大,工程地质条件较差。针对该地质问题,经分析比较后最终选择对左岸趾板线进行二次定线,并采用折线形面板堆石坝的布置方案将左岸趾板调整至现趾板线上游侧以避开左岸不利地质条件。该阶段应用三维有限元建模对该方案的坝体、面板应力变形、面板垂直缝和周边缝变形状态、坝坡稳定进行了分析,经分析计算该方案技术可行。

面板堆石坝在断层影响区的实际运用分析

本工程为扩建工程,由重力坝扩建为面板堆石坝,大坝右岸受断层影响,基岩破碎,趾板布置困难,部分主堆石置于断层影响带上,存在不均匀沉降问题,渗漏风险较大。为保证防渗效果,面板堆石坝采用伸入库内的折线形布置,趾板置于断层下盘稳定基岩上,并加强断层影响带帷幕灌浆;对主堆石区的断层影响带进行加固处理;将破碎带覆盖于面板以下,有效的解决了渗漏问题。本工程规模较小,用水缺口大,虽然建设条件有缺陷却没有其它替代方案,在十分不利的条件下,通过一系列工程措施解决了地质缺陷,取得了较好的效果。

多折点折线形混凝土面板堆石坝三维有限元分析

对坝轴线呈连续多折点的折线形面板堆石坝进行了分析,探讨了应力变形特性和规律,比较了其与普通直线型面板坝的差异.基于某多折点凸向下游的折线形面板堆石坝,采用三维有限元软件建立坝体模型和面板子模型,分析了坝体和面板的应力变形、结构缝变形与折线体型的关系以及上宽下窄的异型面板对面板应力的影响.研究结果表明:坝轴线折线形布置,相邻面板形成坝轴向交角,使得转折部位面板轴向应力由高压应力转为低压应力甚至拉应力,面板垂直结构缝由压性缝转变为张性缝;上宽下窄的异型面板使得面板底部顺坡向拉应力分布范围增大.