超高面板堆石坝混凝土面板应力状态影响因素分析

面板受力特性与应力改善措施研究是高面板堆石坝研究的关键技术问题之一。影响面板受力特性的最主要因素是坝体变形,尤其是坝体后期变形。对于超高混凝土面板堆石坝,坝体后期变形大,易造成面板和面板垂直缝的挤压破坏。压型面板垂直缝采用一定宽度的柔性缝型式,可吸收压缩变形,消减面板轴向压应力。采取合理的坝体变形控制措施,合理的分缝和结构型式是改善超高混凝土面板堆石坝面板应力状态,避免或减少面板产生结构性裂缝的关键所在。

玉龙喀什枢纽超高面板堆石坝的渗控方案及渗流分析

玉龙喀什水利枢纽混凝土面板堆石坝高度为230.5 m,为超高型的面板堆石坝,高度接近目前世界最高的同类坝型。本文依据高面板堆石坝渗流控制设计原则,对坝体进行了分区设计,提出了坝体混合料和全爆破料两种分区方案。使用三维有限元法,全面分析了坝体坝基的渗流场状况。结果表明:在正常运行条件下,上游水头由面板、趾板、高趾墩、坝基帷幕承担,渗控系统发挥了良好作用,面板及各填筑分区水力梯度均小于破坏水力梯度;全爆破料方案的坝体填筑料的最大水力梯度小于混合坝料方案,但是面板的防渗负荷相对较大;在面板发生整体渗漏的极端情况下,坝内浸润线和下游溢出高程升高的程度有限,但是极可能发生渗透破坏;坝基灌浆帷幕减少两岸渗漏的作用明显,河床和两坝肩渗漏量很小,绕坝渗流并不明显,受到右岸单薄山梁影响,右岸渗漏量略大于左岸。本文成果可供相似工程借鉴。

超高面板堆石坝设计原则探讨

目前超高面板坝比较普遍地出现了面板沿垂直缝挤压破坏、顶部水平弯曲裂缝和水平拉伸裂缝等结构性破坏,为了防止这些事故的发生,探讨提出了超高面板坝设计原则。设计原则主要包括主堆石区压缩模量、主堆石区宽度、主次堆石压缩模量比、水库蓄水计划、设置堆石预沉降时间、分区堆石颗粒级配和面板设计等几个方面。

300m级超高混凝土面板堆石坝若干问题探讨

对300 m级超高混凝土面板堆石坝从安全、经济、施工角度进行综合分析认为:300 m级超高面板堆石坝安全性存在极大挑战;随着坝高上升到300 m级,工程造价增加,施工难度加大,工期延长,面板堆石坝的经济性、施工速度快的优势无法发挥;目前我国修建300 m级超高混凝土面板堆石坝存在很大风险。

超高混凝土面板堆石坝建设中的关键技术问题

300 m级超高混凝土面板堆石坝的设计与施工将面临一系列技术挑战。对于超高混凝土面板坝,其坝坡稳定和堆石材料渗透稳定不是主要制约因素,而坝体堆石的变形控制,以及混凝土面板应力状态的改善将是关键技术问题。为此,必须从坝体材料分区的改进、筑坝材料选择、堆石压实标准控制,以及面板浇筑时机选择、面板厚度设计、面板钢筋排列、面板接缝系统设计等方面,采取相应的工程措施,以尽可能地减少堆石体的变形(特别是后期变形),降低运行期混凝土面板的拉、压应力。通过采取这些工程措施,建设300 m级超高混凝土面板堆石坝在技术上是可行的。

超高面板堆石坝应力变形随高度变化规律探讨

通过有限元软件ANSYS二次开发,对200 m级过渡到300 m级不同坝高的7个超高面板堆石坝模型进行应力变形仿真计算,并对计算结果进行比较分析,得出其随坝高变化规律和一些有益的结论。

玉龙喀什水利枢纽工程超高面板堆石坝变形控制设计

玉龙大坝为强震区“Ⅴ”型河谷窄深河槽内超高面板堆石坝,坝体变形控制是决定大坝运行安全的核心,为保证坝体各区域之间的变形协调,避免混凝土面板因挠度过大导致的结构性裂缝、脱空、止水与垂直缝挤压破坏等问题出现。工程在初步设计阶段根据坝址地形地质条件及同类超高面板坝实践经验,从筑坝材料室内及现场试验、三维静动力分析、大坝变形控制原则和措施等方面进行了系统设计,大坝变形与协调基本可控。施工图阶段需结合现场大型试验成果,继续开展大坝三维动静力研究,为计算和施工提供更可靠的参数依据和控制标准,确保大坝安全。

次堆石区参数对300m级超高面板堆石坝应力变形影响研究

通过有限元计算研究次堆石区材料参数对300 m级超高面板堆石坝应力变形的影响,比较分析表明:次堆石区材料参数对高面板堆石坝的应力变形有较大影响,初步确定主次堆石模量比宜控制在1.5∶1以内,以期为300 m级超高面板堆石坝的建设提供参考。

超高面板堆石坝面板挤压破坏机理及数值模拟方法研究

面板挤压破坏是影响超高面板堆石坝安全的核心问题。总结分析了国内外数座典型超高面板堆石坝工程中发生的面板挤压破坏现象及特征。论述了面板纵缝转动接触挤压效应的发生机制,认为由坝体变形所导致的面板转动挤压和位移挤压是导致面板发生挤压破坏的本质原因。基于非线性接触力学的方法,自主开发了可描述面板坝复杂多体接触特性的计算方法和三维有限元计算程序系统。使用局部子结构模型对面板纵缝的转动接触挤压效应进行了分析。计算结果表明,转动挤压和位移挤压均可在纵缝两侧面板表面部位引发严重的应力集中,可从量值上解释面板发生挤压破坏时面板中部挤压应变实测值和计算值仍远低于混凝土极限抗压应变的现象。

玉龙喀什水利枢纽工程高趾墩混凝土面板堆石坝渗控设计及三维渗流分析

玉龙混凝土面板堆石坝位于狭窄河谷,并且坝址河床砂卵砾石层渗透性强,抗渗稳定性差。该工程采用帷幕灌浆、高趾墩、混凝土面板组成坝体防渗系统,最大坝高230.5m,这种混合式超高面板堆石坝在国内外已属罕见。按照规范要求对堆石坝料进行分区、及坝基进行处理并采用,再通过进行三维渗流有限元计算,全面、完整地掌握大坝各分区渗流场状况。结果表明:校核水位渗流场水头分布规律合理,总水头等值线在面板、趾板、高趾墙、帷幕等处较为密集,上游水头由这些部位承担,渗控系统起到了很好的防渗效果。表明此次对坝料分区、及坝基处理较为合理,混凝土面板、垫层料、花岗岩爆破料最大渗透坡降均小于破坏水力坡降,设置帷幕可以使两坝肩渗漏量很小,绕坝渗流并不明显,受到右岸单薄山梁影响,右岸渗漏量最大但也满足渗漏要求,表明这种混合式防渗系统的防渗效果明显。依此,为今后类似工程提供借鉴。

高洞水库混凝土面板堆石坝枢纽布置及结构计算

针对高洞水库坝址区地质条件较复杂,坝基覆盖层厚、溶蚀风化层深、岩溶洞穴较发育和岩体工程特性差等地质缺陷,存在坝基承载力差、左岸邻谷渗漏、岩溶层位渗漏和边坡开挖稳定性差等不利地质问题。结合地质勘探揭露成果,就大坝坝型、枢纽方案、坝基防渗处理等关键技术问题进行了详细论证分析。研究结果表明:对库左岸及坝区左、右岸进行防渗处理后,水库具备蓄水条件。优选的混凝土面板堆石坝坝型,具有较好的地质适应性和经济优越性,可为工程顺利施工建设提供重要技术保障。

超高面板坝面板临界挠度探讨和设计改进

新近建成的一批坝高大于150m的面板坝的面板都发生了沿垂直缝的挤压破坏问题,因此,避免面板发生挤压破坏成为超高面板坝设计中有待解决的重大设计课题。通过分析面板发生挤压破坏的工程实例,提出了面板挤压破坏的临界挠度,通过控制挠度来控制面板压应变,避免面板发生挤压破坏;还提出了超高面板坝防止面板挤压破坏的具体设计改进方法。

超高坝堆石分区问题二维有限元分析

阿瓜密尔帕坝和天生桥一级水电站坝是新建的超高坝,坝高都超过150 m,建成后二座坝的混凝土面板表面都出现了结构性裂缝.针对这两座超高坝出现的问题,库克、Alberto、Pinto等专家对堆石分区提出了一些新的观点和见解.文中以自行假定的坝高227.5 m的超高坝为例,选取三种分区方案,进行了平面有限元计算,根据有限元计算结果对库克等专家提出的新的观点和见解进行了分析,得到了一些有益结论.

超高面板坝的关键技术问题

总结了100m级面板坝的技术要点,分析了200m级超高面板坝建设出现的主要问题和原因,在2000年以后修建的超高面板坝主要经验的基础上,提出了300m级面板坝需要研究的关键技术问题。

超高面板坝的关键技术问题

本文总结了100m级面板坝的技术要点,分析了200m级超高面板坝建设出现的主要问题和原因,在2000年以后修建的超高面板坝主要经验的基础上,提出了300m级面板坝需要研究的关键技术问题。

面板坝设计坝顶预留沉降超高的几个问题

混凝土面板堆石坝坝顶预留沉降超高,关系到大坝运行期的防洪安全及视觉需要。有些坝设计时坝顶未预留沉降超高,运行后发现坝顶实际高程低于设计高程;有的坝坝顶预留沉降超高值较小,运行后实测沉降值超过预留值;多座坝的坝顶沉降实测值大于坝高的0.1%。为了保证大坝运行期沉降稳定后,坝体仍有足够的安全超高,并能满足坝顶中部起拱的美感要求,建议坝顶预留沉降超高值不小于坝高的0.5%。