高混凝土面板堆石坝接缝止水试验研究和应用

混凝土面板堆石坝是当前最有竞争力的坝型,为保障高混凝土面板堆石坝的安全,坝体和面板的应力变形性状以及接缝位移成为研究的重点之一,通过止水材料开发、接缝止水结构设计和止水结构防渗模型试验研究提出了高混凝土面板堆石坝新型止水结构,并应用于高混凝土面板堆石坝工程。在此基础上进行了高坝新型接缝止水结构力学特性试验研究,形成了试验方法,建立了高坝新型止水结构的劲度表达式,通过在某高坝工程的应用表明提出的接缝止水应力应变关系全面反映高坝新型止水结构各主要部件对于面板与趾板以及面板之间力的传递的贡献,更好地反映复杂地形地质条件下高坝设计布置的影响,具有一定的工程应用价值。

强震区抽蓄电站沥青混凝土面板堆石坝抗震稳定性分析

我国西北强震区某拟建抽水蓄能电站上水库采用沥青混凝土面板堆石坝,最大坝高161 m。为分析该坝抗震稳定性,在大坝非线性静力分析基础上,采用改进的等效粘弹性模型和有限元动力时程法等理论,对大坝开展三维有限元地震反应和坝坡抗震稳定性计算。结果表明,大坝在100年1%超越概率的校核地震(地震加速度为0.48g)作用下,坝体及面板的动力反应分布规律合理。其中,坝体顺河向、坝轴向、竖向加速度极值分别为13.93、13.91、13.80 m/s^(2)。考虑静动叠加后,在沥青混凝土面板反弧段的拉应变极值达0.95%,但小于改性沥青混凝土抗拉强度的一般允许值。因此,大坝即使遭遇0.48g的校核地震作用,亦能保持较好的整体安全性,不会出现重大抗震安全事故。

P波空间斜入射下沥青混凝土面板堆石坝响应特性及面板破坏评价

地震波入射方位和斜入射角度对于沥青混凝土面板堆石坝地震响应结果有着显著影响。本文从地震动传播机制出发,基于波场叠加原理,推导了P波以任意入射方位角和斜入射角空间斜入射下弹性半空间自由场计算公式,建立了P波空间斜入射波动输入模型。以不同应变率下的沥青混凝土单轴动态拉伸试验结果为基础,提出了考虑抗拉强度随应变率实时变化的沥青混凝土面板破坏评价方法。考虑16种不同入射方位角和斜入射角下的P波空间斜入射工况,从面板应力和加速度两方面分析了入射方位角和斜入射角对某实际沥青混凝土面板地震响应特性的影响,并进行了沥青混凝土面板的抗拉破坏评价,分析了静态评价方法与动态评价方法的差异。结果表明:所建立的P波空间斜入射波动输入模型能够准确模拟半空间自由场,波动输入数值解与解析解符合良好;与垂直输入射相比,面板顺水流向、垂直水流向加速度峰值最大分别增加135.9%和92.7%,竖向加速度峰值最大减少68.3%;空间斜输入导致面板动应力增大,主拉应力和主压应力最大分别增加3.6倍和2.7倍,忽略入射方位角和斜入射角可能会严重低估面板的地震响应。传统将静态强度提高30%作为动态强度的面板抗拉破坏判别方法过于严格,本文提出的考虑应变率效应的沥青混凝土面板破坏评价方法较为符合实际。

小干沟混凝土面板堆石坝利用砂砾石料的研究

本文基于小干沟坝址砂砾石与堆石的试验结果,结合已往的砂砾石与堆石试验研究,对比分析了砂砾石与堆石的工程性质。同时,根据已建的 Salvajina 和 Ba-tang Ai 混凝土而板堆石坝的砂砾石料,对比分析了小干沟砂砾石的级配性质。据此,最后建议小干沟坝的筑坝材料改用砂砾石,同时提出了小干沟坝的建议断面与相应填筑标准。该建议已被采纳。

大倾角坝基上混凝土面板堆石坝滑移变形特征研究

抽水蓄能电站是实现“双碳”战略目标的重要举措,混凝土面板堆石坝作为抽水蓄能电站上水库大坝的优选坝型之一,往往坝基顺河向坡度较陡,坝体容易产生顺坡向滑移变形,坝坡抗滑稳定性较差,危及抽水蓄能电站上水库大坝运行安全。因此,建立大倾角坝基上混凝土面板堆石坝数值模型,研究大倾角坝基上混凝土面板堆石坝滑移变形的规律,揭示大倾角坝基上混凝土面板堆石坝产生滑移变形的机制,提出减小其滑移变形的物理力学和几何结构设计措施。研究结果表明,较大下滑力和较小抗滑力是大倾角坝基上混凝土面板堆石坝容易产生滑移变形的根本原因;坝基倾角越大,重力沿坡面分力越大,坝体滑移变形越大,坝坡安全系数越小(当坝基倾角大于15°时,坝坡安全系数小于规范要求的最小值1.5);增设压坡能够有效减小坝体滑移变形,显著提高坝坡抗滑稳定性,压坡平台高度越高、宽度越宽和黏聚力、内摩擦角越大,坝体滑移变形越小,坝坡安全系数越大,推荐压坡平台高度和宽度取1/2倍主坝最大坝高,压坡密实度(黏聚力和内摩擦角)与主坝堆石密实度相当。

近断层地震动组合斜入射下沥青混凝土面板堆石坝响应研究

西部地区水利工程多建于复杂地震断裂带附近,因此近场地震动的脉冲效应对水工建筑物所产生的影响不可忽略。近断层地震动往往由P波、SV波等共同组成,到达地表后明显带有一定角度,垂直入射假定不再适用,因此有必要开展近断层脉冲型地震动组合斜入射对沥青混凝土面板堆石坝地震响应影响的研究。基于地表二维地震动反演确定P波、SV波斜入射时程,构建近断层地震动组合斜输入模型,选取脉冲型和非脉冲型各5条地震动记录,研究近断层地震动组合斜入射对沥青混凝土面板加速度、应力和坝体永久变形的影响规律。结果表明:与地震动垂直入射相比,面板水平向加速度随P波角度的增大而增大,随SV波角度的增大而减小,竖向加速度及坝体永久变形的规律则相反;面板拉应力随着P波、SV波角度的增大而增大;近断层地震动的脉冲特性对堆石坝的响应有显著放大作用,其中面板拉应力最大增加了116%。

高混凝土面板堆石坝接缝止水设计综述

接缝止水是高混凝土面板堆石坝设计的关键技术问题之一。对国内外高混凝土面板堆石坝接缝止水设计研究进展进行了综述,主要包括止水变形控制标准与止水结构设计两大方面,对目前中国高混凝土面板堆石坝接缝止水结构设计的基本思路及工程实践进行了回顾。研究认为采用数值计算结合工程经验确定接缝止水变形控制标准是合适的。目前接缝止水的新技术集中在表层填料止水及其保护盖板、垂直缝柔性嵌缝材料等方面。混凝土面板堆石坝接缝止水后续研究的重点为表层止水结构创新、止水结构简化设计、防挤压破坏措施、止水耐久性提高方法和修复技术。

某高堆石坝混凝土面板结构中GFRP筋替代钢筋的可行性研究

为探究高面板堆石坝的面板结构中采用耐碱玻璃纤维筋(GFRP)替代钢筋的可行性问题,文章借助有限元软件针对面板变形、混凝土应力、以及筋材应力情况进行了三维静力分析。结果表明:静力状态下面板两种配筋方案坝体应力变形、面板混凝土应力变形大体一致,但在相同承载和配筋率条件下GFRP筋应力要比钢筋应力小得多,但两种方案筋应力均低于其材料允许强度。从静力特性来看,在该高堆石坝面板结构中采用GFRP筋替代钢筋的方案是可行的。

防渗体系破损条件下混凝土面板堆石坝的渗流分析

在分析总结多座高混凝土面板堆石坝面板开裂特征的基础上,结合某高混凝土面板堆石坝工程,将局部防渗体系单元作为破损模拟对象,基于等效均质渗透系数法,利用Midas GTS开展了不同破损部位和破损程度条件下大坝的渗流场分析,并研究了垫层和过渡层是否发生破损对大坝渗流性态的影响。通过对大坝渗流量、浸润线形态等方面的分析,研究结果表明:相同的混凝土面板破损部位条件下,破损程度是影响大坝渗流性态的重要因素;当面板破损程度相同,垫层和过渡层未破损时,其防渗能力仍起到关键作用,大坝渗流场变化不明显;当整个防渗体系均发生严重破损时,大坝渗流性态恶化,渗透安全性明显降低。

榆树沟溢流混凝土面板堆石坝设计与施工

榆树沟溢流面板堆石坝坝高67.5m,坝顶长300m,坝坡为1:1.4,坝体填筑方量57万立米。其设计特点为:1、采用了布置在坝体上的溢洪道进行泄洪,简化了枢纽布置 2、堆石坝体全部采用枢纽开挖料填筑,未设专门的料场,加快了施工进度,取得了显著的经济效益 3、面板采用高性能混凝土浇筑而成,提高了混凝土面板的耐久性和施工质量。本文将对有关研究和设计问题予以介绍。

水利工程混凝土面板堆石坝坝体填筑施工技术

当前水利工程混凝土面板堆石坝采用两种料源互层填筑,导致垫层填筑效果并不理想。因此,研究水利工程混凝土面板堆石坝坝体填筑施工技术具有重要意义。首先进行坝基填筑基础面的处理,其次根据要求测量控制填筑区交界线,进行坝料摊铺,最后利用过渡料补充填筑。工程结果显示:垫层填筑检测结果符合施工标准,证明了本文提出的技术研究符合设计要求。

小井沟水库软岩筑混凝土面板堆石坝设计

小井沟水库混凝土面板堆石坝将软岩作为大坝主体填筑材料,最大坝高87.6m。料场砂岩料饱和抗压强度为30MPa左右,沉积层理发育,呈明显软岩特征。针对坝料软岩特性对大坝坝坡、坝体分区进行设计,通过计算分析,论证了软岩筑坝材料的填筑参数及填筑范围。经过蓄水运行,验证了设计的合理性,为软岩筑面板堆石坝工程提供可借鉴的资料。

水利水电施工混凝土面板堆石坝技术

水利水电工程作为现代化城市发展的一项基础性工程,不但会对社会经济发展产生很大的影响,同时也会对居民的日常生活产生很大的影响,所以现在很多城市在发展过程中都在积极的建设水利水电工程,在一定程度上给水利水电工程提供了更加广阔的发展空间。而水利水电工程在具体施工建设过程中也会包含很多的施工技术以及流程,任何一个环节出现问题都会对工程整体建设质量以及性能产生影响。所以在此背景下,相关单位以及工作人员一定要重视科学合理的选择施工技术以及工艺。混凝土面板堆石坝技术作为水利水电工程项目施工中经常使用的技术之一,其本身有着很多的优势,如能够简化施工流程,减小施工资金成本的投入等等,所以也获得了行业的喜爱。所以相关单位以及工作人员在具体施工建设过程中一定要加强对该技术的重视度,结合实际情况科学合理的将混凝土面板堆石坝技术应用在水利水电工程当中,进而才可以有效增强其施工质量以及效率,使其建设更加满足现代社会的实际需求,推动水利水电工程实现良好稳定的发展。

寒冷强震地区250 m级特高混凝土面板堆石坝接缝止水设计

寒冷强震地区的250 m级特高混凝土面板堆石坝变形控制难度大、抗震安全问题突出、耐久性要求高,这些难题对面板坝接缝止水设计提出了更高的要求。以233.5 m高的玉龙喀什混凝土面板堆石坝为例,利用三维静动力有限元计算成果,结合国内外类似高面板坝的工程经验,定量提出其接缝变形控制标准,针对性地开展了不同部位接缝的止水尺寸设计。基于工程特点和大坝变形特性,考虑面板不同区域受力的差异、水位变动区冰冻的影响、防挤压破坏和板块间约束等因素,采用多道冗余设计、聚脲涂覆盖板、垂直缝均设嵌缝材料、压性缝局部加强等措施,对周边缝、垂直缝、防浪墙水平缝和沉降缝的止水开展了个性化设计,可供类似工程参考。

混凝土面板堆石坝面板抬动及修复处理分析

某抽水蓄能电站下库面板在施工期遭受极端暴雨天气,导致面板出现抬动和集中裂缝区域,检查面板水毁情况,分析其主要成因,结合现场实际地质条件和情况,确定了相关的面板修复措施,面板经过处理后变形及渗流稳定,有效的处理措施和注意事项可供同类工程借鉴。

榆树沟溢流混凝土面板堆石坝设计与施工

榆树沟面板堆石坝坝高67m,坝顶长300m,坝坡为1:1:4,坝体填筑方量57×10~4m^3。其设计特点为:1、采用了布置在坝体上的溢洪道进行泄洪,简化了枢纽布置;2、堆石坝体全都采用枢纽开挖料填筑,未设专门的料场。因此,加快了施工进度,取得了显著的经济效益。本文将对有关研究和设计问题予以介绍。

石台抽水蓄能电站下水库混凝土面板堆石坝设计

石台抽水蓄能电站下水库面板堆石坝设计存在料源强度差异较大、坝基覆盖层利用、坝前回填料影响等设计难题。通过全面详细的坝料试验及覆盖层原位试验,并类比同类工程,确定了坝体可利用料、坝体结构、各分区料源,以及坝基覆盖层处理方案和坝前回填高程;针对初拟的大坝设计参数,开展了大坝三维有限元静动力分析。有限元计算结果表明:所设计的混凝土面板堆石坝坝体、面板的变形和应力基本上都在正常可控范围内,周边缝和垂直缝变形在止水材料允许变形范围内,大坝地震反应规律性好,地震永久变形较小。依据计算成果最终选定了适合该工程的混凝土面板堆石坝设计参数,为大坝顺利建成及后续安全稳定运行提供了科学依据。

特高面板堆石坝混凝土面板防裂及耐久性措施研究

本文围绕特高面板堆石坝中混凝土面板的防裂与耐久性问题展开研究,通过总结以往工程经验,分析混凝土面板的开裂原因,并提出相应的防护措施,旨在提升面板的抗裂性能及耐久性。研究发现,通过均衡坝体填筑、预沉降控制、柔性面板设计及表面涂层防护等技术手段,可以有效减少面板裂缝的发生,并提高其防渗、抗冲磨及耐久性。本文对近年来面板堆石坝混凝土面板的防裂技术进行了深入探讨,为未来250m、300m级面板堆石坝的建设提供了技术支持。

新屯水库工程施工中混凝土面板堆石坝的设计与应用

混凝土面板堆石坝施工技术在水库工程中合理应用,该项技术实际应用过程中主要以加强填筑的方式不断提升填筑密度,解决大坝不均匀沉降问题同时,又能减少外部环境因素对整个水库工程安全稳定运行影响。基于此,文章结合实际工程案例,阐述混凝土面板堆石坝在水库工程中设计要点,并对该项技术具体应用加以阐述,以提高水库工程建设水平,实现工程项目建设效益最大化。

多参数影响下混凝土面板堆石坝受力及变形特性研究

文章通过ABAQUS有限元软件进行数值模拟,探究筑坝材料特性和坝体结构对混凝土面板堆石坝应力变形的影响,结果表明:主、次堆石材料参数的改变对坝体竣工期和蓄水期最大主应力分布规律均有明显影响,但对坝体的水平位移以及竖直位移分布规律影响不显著。当主、次堆石区分界线位置从坝轴线上游向下游变化时,坝体稳固性得到增强,竣工期和蓄水期的最大主应力、水平位移、竖直位移最大值均有不同程度的减小,实际工程中需依据具体情况合理的设置主、次堆石区分界线以控制成本。