镶嵌混凝土面板堆石坝施工技术研究

在我国加强基础设施建设力度、用环保技术建设洁净电源、全力落实碳达峰碳共和战略的背景下,中国水电自然资源充足,不仅自然资源蕴藏量,而且可开发利用的自然资源,都在全球各国中首位。但目前中国水电的总使用率约为百分之十三,而且水利水电开发前途广阔。由于中国国民经济的快速增长,燃料消费的大幅增加,对常规资源需求量也愈来愈大,同时由于世界资源格局的改变,水能将成为最洁净、有效利用的可再生新能源,因此开发利用水电将变得尤为重要和迫切。通过镶嵌在混凝土面板堆石坝上的技术方法,可为今后的工程施工中提供可参考的技术依据、实际操作方法和理论指导意义,在清洁能源建等更广的领域中成熟应用。

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。

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。

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%。

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。

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。

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。

混凝土面板堆石坝的面板裂缝防治技术要点

为解决混凝土面板堆石坝面板裂缝问题,本文以新疆吉音水利枢纽工程为例,对面板裂缝的成因及防治技术进行研究,提出了针对各种不同裂缝的防治技术要点,以及为相关人员提供参考。

水利水电施工混凝土面板堆石坝技术研究

水力工程的建设对坝体的稳定性、抗渗性等提出更高要求,传统的混凝土坝存在局限性。因此,混凝土面板堆石坝技术应运而生,为水力工程提供了新的解决方案。研究目的在于深入了解该技术的工程适用性、施工可行性以及相对传统坝型的优越性,为水电工程的可持续发展提供技术支持。通过系统的实地调查和对比分析,我们得出了混凝土面板堆石坝技术在抗渗性、坝体稳定性、施工效率等方面的显著优势。研究结果表明,水利水电施工混凝土面板堆石坝技术在满足水力工程要求的同时,还具备了更灵活、高效的施工特性,为水电工程的可持续发展提供了新的技术路径。

面板堆石坝的混凝土浇筑质量控制措施分析——以梭萝坪水库工程为例

在边坡支护结构的面板堆石坝施工中,混凝土浇筑是关键环节。本次工程针对混凝土浇筑进行质量控制,并详细介绍提高混凝土浇筑施工质量的方法。研究试验以梭萝坪水库工程实例,并与常规施工方案进行比较。结果显示,4种材料的最小位移分别为12、9、8和6mm;极限位移分别为16、13、13和8mm,表明该混凝土浇筑质量控制措施能有效抑制面板堆石坝的危险位移,从而提升施工质量。

混凝土面板堆石坝渗流特性分析研究

笔者采用渗流分析理论和有限元方法对某混凝土面板堆石坝进行渗流特性计算和敏感性分析。结果表明:大坝渗流压力、总水头、水力梯度和渗流速度计算结果符合一般规律,渗流量计算结果与测量值接近;渗流量对面板和帷幕均较为敏感,坝基渗流压力则受帷幕渗透系数影响显著。该研究成果可为类似工程计算分析提供参考借鉴。

水利水电施工混凝土面板堆石坝技术研究

近些年,我国社会经济体系的发展速度与日俱增,各行各业都涌现出了一大批的新技术、新工艺,作为我国基础民生工程之一的水利水电工程也在此行列。关于水利水电的施工技术愈发优化,逐渐趋于完善,全面提高了我国水利水电工程的建设水平。混凝土面板堆石坝技术在业内逐渐普及,该技术在预防坝体渗漏方面有着极高的优势。基于此,文章对水利水电工程中混凝土面板堆石坝技术的应用做出了系统分析,仅供同行参考。

基于光纤布拉格光栅传感技术的混凝土面板堆石坝渗漏监测模型

面板开裂导致渗漏是混凝土面板堆石坝最常见的病害之一,严重时甚至会引起溃坝事故。为了准确定位混凝土面板渗漏位置,提出了基于光纤布拉格光栅(FBG)传感技术的点热源(PHS)渗漏监测方法,利用点热源(PHS)在垫层中的降温特性来进行面板渗漏监测。为验证该方法的有效性,设计了混凝土面板堆石坝渗漏监测的模型试验,考虑渗漏通道位置、数量及蓄水水位影响,分别开展了六种不同工况下的渗漏监测试验,根据PHS的降温时程曲线定义渗漏判别指标,然后利用判别指标的分布定位面板渗漏位置。试验结果表明:越靠近面板渗漏位置,得到的判别指标变化越显著,对于渗漏更为敏感。通过相邻FBG监测结果能够确定渗漏发生的范围。识别结果与实际渗漏状态吻合,验证了该方法的可行性。

深厚覆盖层超高混凝土面板坝堆石体填筑标准的研究与应用

堆石坝一直采用孔隙率作为填筑控制指标,然而根据现场试验及国内外多个工程实践表明,单一孔隙率指标已经无法满足超高堆石坝的变形控制。由于强震区200 m级超高混凝土面板堆石坝建设期地震动参数调整提高,坝体抗震能力有所降低,阿尔塔什水利枢纽工程面板坝坝顶最后30 m堆石填筑时,提出采用孔隙率与相对密度双控指标控制坝顶填筑,通过增加堆石体碾压遍数提高大坝抗震能力,并进行静动力计算和抗震稳定分析复核。结果表明:坝体变形量有所减小,抗震稳定性有一定提高;采用相对密度与空隙率双指标控制堆石体变形,可以更好地满足超高面板坝堆石体变形控制要求。

混凝土面板堆石坝跨尺度有限单元模拟技术的开发与应用

混凝土面板的薄板结构特性以及计算成本的控制需要,导致面板模拟精度相比面板复杂的工作条件、结构重要性而言过于粗糙,严重影响数值模拟计算的可靠性。【目的】为了实现面板的精细化模拟,【方法】通过在面板堆石坝的有限元计算中引入六面体任意节点单元,开发了一种混凝土面板堆石坝跨尺度有限元模拟技术,采用该技术对某面板堆石坝进行数值模拟,并与常规有限元模拟结果进行对比。【结果】结果显示,采用跨尺度精细化模拟技术,面板拉、压应力均有显著增大趋势,其中水平向压应力和顺坡向拉、压应力的增幅分别达到10%、40%和70%左右,两岸局部水平向拉应力甚至出现8倍以上增幅;沿面板厚度方向应力、变形也显示出压应力向表层发展、拉应力及结构缝张开度向底部发展的现象,尤其是顺坡向拉应力,表层、底层拉应力比值超过2.0;计算结果与面板堆石坝实际运行表现相互吻合。【结论】对比研究表明,跨尺度模拟技术不仅可以精细地反映单块面板的应力变化、接缝位移变化,而且可以反映面板变形与应力沿厚度方向的变化规律,为复杂面板堆石坝结构设计提供了更加可靠的依据。该技术计算效率、模拟精度高,具有很大的推广应用价值。

基于因子融合的混凝土面板堆石坝变形预测模型

混凝土面板堆石坝变形测值具有高度的非线性和复杂性,变形影响因素众多且因素间存在多重共线性。针对此类坝型的变形预测分析问题,本文提出一种基于因子融合的混凝土面板堆石坝变形预测模型。首先,利用变分模态分解对变形时间序列进行分解,有效降低变形时间序列的复杂程度,提升特征提取效果。随后,借助偏最小二乘回归对变形影响因子进行降维融合,降低自变量间多重共线性对构建模型的影响,提高模型可解释性。最后,通过一维卷积网络融合门控循环单元神经网络对子序列进行重构预测。根据实际工程分析结果,本模型可以在效率和精度上有效提升混凝土面板堆石坝变形预测效果,对类似坝型的变形监测分析具有一定的参考意义。

堆石坝面板挤压破坏机理分析及预防探讨

为探索堆石坝面板挤压破坏机理,以某水利枢纽工程为例,应用三维有限元法进行了堆石坝面板坝轴向应力分布规律以及竖缝压缩模量对面板挤压应力影响的分析,结果表明满蓄期内在水压力的作用下,堆石体对面板施加河谷向摩擦力,面板坝轴向应力主要为压应力,最大值出现在河谷中部,坝肩拉应力较小;随着坝高增大,满蓄期和后续运行期内面板坝轴向压应力均呈增大趋势;在面板受压区竖缝采取低压缩模量填充材料后,面板坝轴向压应力降低明显。

狮子河水库混凝土面板堆石坝枢纽布置及结构计算

狮子河水库建坝河段存在河床发育有逆断层、地质参数较低和岩体完整性差等不利地质问题。为确保枢纽布置具有较高技术经济性,该文结合地质勘探揭露成果,围绕坝型适应性、枢纽布置合理性、坝体结构参数和坝基防渗处理等方面,对设计关键技术问题进行研究。论证结果表明,坝址区地质条件不宜修建刚性坝,优选的混凝土面板堆石坝坝型,可以充分利用当地堆石料,具有较好的工程匹配性和地质适应性。研究成果可为岩溶地区水库工程枢纽布置规划及施工建设提供一定参考。

混凝土面板堆石坝面板温度应力及开裂研究

针对温度变化对面板应力影响的研究众多,但温度应力对面板的破坏形式还未有定论,且目前研究都是在面板已产生裂缝的基础上进行。本文则结合某设计中的混凝土面板堆石坝,对面板变温荷载进行计算模拟,探讨环境温度变化对面板的影响。计算表明:温降荷载比温升荷载对面板影响明显,且高温降荷载下面板两翼可能出现开裂,并有向面板中腹部延伸的趋势。

不同膨胀剂的堆石坝面板混凝土抗裂性能试验研究

以辽宁省关门山水库面板堆石坝为例,试验研究了氧化镁、Ⅰ型和Ⅱ型硫铝酸钙类3种典型膨胀剂对面板混凝土早期收缩与抗裂、强度发展、限制膨胀率以及干燥收缩的影响。结果表明:在面板混凝土中3种膨胀剂的膨胀性能具有明显差异,其中掺Ⅰ型膨胀剂混凝土未开裂且早期收缩率减小76.1%,其42d限制收缩率和28d干缩率减小了83.3%及53.6%,补偿收缩效果最显著,混凝土性能发展与膨胀历程具有较好的协调性,可为面板混凝土开裂风险控制以及实际工程配合比优化提供参考。