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。

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%。

三峡茅坪溪高沥青混凝土心墙堆石坝运行性状研究

茅坪溪防护坝是三峡工程的副坝,也是目前中国最高的沥青混凝土心墙坝。分析该坝在三峡库水位135 m时的变形规律,据此对坝体填料的参数进行反分析。在此基础上对设计水位175 m时及不同水位下,高沥青混凝土心墙的应力与变形进行非线性有限元数值仿真,并研究沥青混凝土参数取值对心墙运行性状的影响。采用双曲函数与幂函数结合的模式拟合沥青混凝土的三轴蠕变试验曲线,对大坝进行蠕变分析。分析结果表明,考虑蠕变效应,心墙的水平变形与最大主应力将有较大的增加。研究结果同时也表明,不同蓄水过程对心墙性状的影响不大,心墙产生水力劈裂、剪切破坏与挠曲破坏的可能性不大。研究结果可供大坝蓄水计划参考,并为高水头下高沥青混凝土心墙坝的运行提供一定的参考。

沥青混凝土心墙堆石坝施工仿真建模与可视化分析

沥青混凝土心墙堆石坝施工仿真通过计算机模拟来研究和分析坝体的复杂施工过程,为工程设计和施工管理提供了有效的工具.文中对沥青混凝土心墙堆石坝施工系统进行了分解协调,阐述了沥青混凝土心墙堆石坝施工仿真的基本原理;在综合考虑施工过程中的复杂约束条件下,建立了沥青混凝土心墙堆石坝施工动态仿真的数学逻辑关系模型;基于Unity3D引擎,研发出网络环境下沥青混凝土心墙堆石坝施工过程的三维可视化分析系统.研究成果在某工程实例中进行了具体应用,成果验证了该仿真模型的有效性和技术方法的先进性.

西龙池下库沥青混凝土面板堆石坝的应力变形分析

西龙池抽水蓄能电站下库大坝为沥青混凝土面板堆石坝 ,坝址地质地形条件复杂。本文采用沈珠江双屈服面模型和Burgers粘弹性模型分别模拟堆石材料和沥青混凝土材料的应力应变关系 ,对该坝进行二维及三维应力变形有限元分析。计算结果较合理地揭示该坝在施工和蓄水过程中的受力和变形性状。本文对面板计算参数进行了敏感性分析 ,重点研究覆盖层不均匀沉降对面板变形的影响 ,并对改善面板变形情况的工程措施进行了模拟计算和可行性分析。

沥青混凝土心墙堆石坝地震变形评价方法及其可靠度分析

沥青混凝土心墙堆石坝可就地取材,工程造价低,在我国西部强震区被广泛应用。因其工作条件复杂,且筑坝材料具有非线性特性,故其地震安全评价问题一直受到工程界的关注。因此开展地震作用下沥青混凝土心墙堆石坝的可靠度分析具有理论意义和工程应用价值。本文以坝体裂缝作为坝体地震变形破坏的判断依据,将坝体地震变形倾度作为地震安全的控制指标,建立了基于倾度法和中心点法的沥青混凝土心墙堆石坝地震变形可靠度分析方法。以某98 m高的沥青混凝土心墙堆石坝为例,进行了地震变形的可靠度分析。结果表明:基于本文沥青混凝土心墙堆石坝地震变形可靠度分析方法,获得的大坝设计基准期内的年计地震变形失效概率py=2.156×10^-6,对应的可靠指标β=4.6,满足规范要求;采用倾度法和中心点法相结合,可以考虑坝体材料分区的影响,获得较为准确的土石坝地震变形失效概率结果,对土石坝具有普遍适用性。本文提出的土石坝坝体地震变形可靠度分析方法,可为沥青混凝土心墙堆石坝抗震设计、地震风险分析以及风险等级的建立提供依据。

沥青混凝土面板堆石坝强震变形模式和极限抗震能力分析

为实现碳达峰、碳中和目标,我国拟规划建设一批以沥青混凝土面板堆石坝为挡水构筑物的抽水蓄能电站。但目前强震下此类工程的变形模式和极限抗震能力研究严重滞后于工程实践。本文基于动力弹塑性整体变形分析、局部滑移量数值分析研究,阐明了强震下沥青混凝土面板堆石坝强震变形规律及模式,基于坝顶震陷率、坝坡滑移量、面板拉应变3项指标评判了某沥青混凝土面板堆石坝的极限抗震能力。研究成果可为同类沥青混凝土面板堆石坝变形模式及极限抗震能力评价研究提供参考。

金佛山沥青混凝土心墙堆石坝地震反应三维有限元分析

针对金佛山沥青混凝土心墙堆石坝的特点,采用三维非线性动力有限元法进行了地震动力反应分析,重点研究了坝体在地震荷载作用下的加速度、动应力、地震永久变形的变化规律和分布。结果表明,加速度在坝顶附近达到最大值,存在明显的鞭梢效应;动应力在坝体分布较均匀;坝体永久变形不大。可见大坝整体抗震性能较好,满足给定地震作用下的抗震安全性要求。

金平水电站沥青混凝土心墙堆石坝设计

金平水电站沥青混凝土心墙堆石坝坝高91.5 m,坝址覆盖层很厚,设计中对坝基进行振冲碎石桩加固,采用一道全封闭混凝土墙防渗。坝坡稳定采用毕肖普法和瑞典圆弧法计算,坝体和坝基的应力和变形采用三维有限元增量法计算。

基于Autobank的沥青混凝土心墙堆石坝应力-应变分析

针对目前主流的ABAQUS、ANSYS、FLAC3D等国内外大型仿真软件本身没有提供邓肯-张模型的不足,基于去学水电站沥青混凝土心墙堆石坝,采用针对我国水利水电行业要求而设计的有限元计算程序Autobank对其进行了应力应变分析。计算结果表明:在两种工况下,堆石体应力变形结果符合大坝实际施工及运行过程变化规律。与位移监测结果对比分析可知,该计算程序高效、准确,可普遍应用于堆石坝工程的应力应变分析中。

冶勒水电站沥青混凝土心墙堆石坝填筑质量控制

从监理的角度出发,根据冶勒水电站沥青混凝土心墙堆石坝坝体填筑料种类多、填筑方量大、强度高、工序繁多、施工交叉作业干扰大、技术问题复杂等特点,建立了科学的质量保证体系,并制定了符合实际、可操作性强的质量控制程序、措施和现场控制方法,最终确保了坝体填筑的施工质量。

金峰水库沥青混凝土心墙软岩堆石坝设计

金峰水库为沥青混凝土心墙堆石坝,最大坝高为88m,坝壳料采用全断面软岩~极软岩筑坝,属国内近百米级采用全断面软岩~极软岩筑坝的先例。设计通过设置排水带及模增模区解决了心墙与坝壳变形协调问题及渗透问题。针对软岩坝壳料,设计创新性提出了质量控制及评价标准以施工参数控制为主,同时辅以压实度、干密度共同控制的设计理念,解决了采用现行规范设计控制标准不适用本工程的质量控制和评价问题。

去学水电站170m级高沥青混凝土心墙堆石坝设计

去学水电站坝址为非对称狭窄陡峻河谷,拦河坝最大坝高173.2m,为目前世界已建最高的沥青混凝土心墙堆石坝,坝高超出现行技术规范的适用范围.通过对坝体防渗结构、筑坝料分区原则、陡边坡心墙变形协调性、心墙接头防渗安全性等关键技术的专项研究,提出了适用于修筑超高沥青混凝土心墙堆石坝的技术解决方案,工程应用效果良好.相关成果提出也推进了我国沥青混凝土心墙堆石坝技术的进一步发展.

抽水蓄能电站高沥青混凝土面板堆石坝设计

江苏省句容抽水蓄能电站上水库沥青混凝土面板堆石坝最大坝高182.3 m,目前在抽水蓄能电站中还没有该类坝型坝高超过100 m的设计与实践经验,有必要遵循高堆石坝的设计理念,从坝坡稳定、渗流控制、变形控制、面板及连接板设计等多方面进行研究,从而确定技术方案。由于坝体利用库盆开挖的全、强风化玢岩岩脉混合料分区填筑,因而提出了满足变形控制的坝料填筑孔隙率及级配要求。在面板及连接板以下设置了满足反滤准则的反滤料、过渡料。选用了更适应抽蓄运行工况、受力条件好的沥青混凝土面板为防渗体,连接板结构设计保证了防渗体之间的可靠连接。研究成果可为坝高100 m以上的沥青混凝土面板堆石坝工程建设提供参考和借鉴。

接头型式对冶勒沥青混凝土心墙堆石坝防渗体系工作性态的影响

对拟建在深厚覆盖层上的冶勒沥青混凝土心墙堆石坝进行了非线性有限元分析 ,深入研究了沥青混凝土心墙与防渗墙接头处可以采用的软、硬两种接头型式对防渗体系工作性态的影响。为最终选择合理的接头型式提供了依据。

鱼枧水库沥青混凝土心墙堆石坝设计

根据坝址区地形地质条件、当地天然建筑材料的特性、施工条件等,鱼枧水库工程采用沥青砼心墙堆石坝,心墙沥青砼的级配指数、油石比、填料含量是参考类似工程经验通过试验选择。沥青砼心墙基座底面与基础接触面整个范围内布置固结灌浆,坝基采用帷幕灌浆。坝坡稳定分析成果满足规范要求。

浅谈水电站沥青混凝土心墙堆石坝施工工艺

水利水电站是一项利国利民的工程,对我国社会经济的发展起到了重要了的意义和作用。沥青混凝土心墙堆石坝作为水电站建设的重要组成部分,其施工的好坏,与整个水电站的质量有着紧密的联系,在水电站沥青混凝土心墙堆石坝施工的过程中,其施工的材料的样式是非常之多的,并且施工的工程量也是非常之大,施工的流程也是相对较为繁琐的。因此,在沥青混凝土心墙堆石坝施工的过程中,要对每项施工技术进行全面的了解,并且进行科学、合理的安排,这样在水电站沥青混凝土心墙堆石坝施工的过程中,可以有序的进行,从而保证了水电站沥青混凝土心墙堆石坝的质量。

新坝水库沥青混凝土心墙堆石坝设计与施工控制

新坝水库根据坝址区地形地质条件和当地建材情况,采用沥青混凝土心墙堆石坝。从大坝基础处理、坝料设计及施工质量控制等方面做了研究,希望对类似工程有所参考。

青龙水库沥青混凝土心墙堆石坝坝料分区优化与静动力分析

为了在不增加堆石料用量的基础上进行坝料分区优化研究以提高心墙安全性,本文选取青龙水库沥青混凝土心墙堆石坝为研究对象,基于不增加堆石料用量的原则,在初选坝料分区布置方案的基础上,拟定不同的石渣料和堆石料分区布置方案,并建立考虑应力变形状态的可综合评判分区优化效果的目标函数;基于二维有限元数值模拟对各分区布置方案进行应力变形分析,并结合目标函数选取最优的推荐分区方案;对推荐分区方案进行动力分析,进一步验证推荐方案的合理性。结果可为青龙水库沥青混凝土心墙坝的坝体设计提供依据,亦可为类似工程提供参考。