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。

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。

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。

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。

国内首座镶嵌混凝土面板堆石坝主体全部完成

5月31日,黄河羊曲水电站镶嵌混凝土面板堆石坝混凝土浇筑全部完成。据悉,大坝主体的全部完成将为7月份电站下闸蓄水、2024年首台机组发电目标奠定坚实基础。黄河羊曲水电站位于青海省海南州兴海县与贵南县交界处,是黄河干流龙羊峡水电站上游“茨哈、班多、羊曲”三个规划梯级电站的最下一级。总装机容量120万千瓦,水库总库容16.39亿立方米,多年平均发电量47.32亿千瓦时。

水利水电工程混凝土面板堆石坝施工技术

结合某水电站大坝工程,详细介绍了混凝土面板堆石坝施工技术的施工要求和施工准备工作,重点分析了坝体填筑和混凝土面板堆石坝垫层与面板的施工要点以及分缝止水工艺,提出了施工质量控制措施。

混凝土面板堆石坝防渗灌浆技术优化研究

以绿春县八尺水库为例,对混凝土面板堆石坝防渗灌浆技术进行优化,特别采用“自下而上小段脉冲”灌浆工艺进行优化。为了验证经过优化的防渗灌浆技术的防渗性能,将优化前后的混凝土面板堆石坝渗流量曲线进行对比,研究发现当水位高程达到1730m时,优化后的混凝土面板堆石坝的渗流量从15L/s降至3 L/s,渗流量降低了80%。优化后的混凝土面板堆石坝防渗灌浆技术能够显著降低渗流量。

水利工程混凝土面板堆石坝坝体填筑施工技术

水利工程建设中混凝土面板堆石坝是常见类型。文章以实际案例为研究基础,结合该工程信息,详细阐述混凝土面板堆石坝坝体填筑施工要点。基于文章分析,施工过程中,关注坝基填筑基础面处理、填筑区交界线测量及管控、面板安装、坝料摊铺及压实施工几方面内容是关键。与此同时,为了保证坝体填筑质量满足要求,重视质量管理、发挥技术优势实现动态监管有积极作用。

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。

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。

水利工程混凝土面板堆石坝坝体填筑施工探讨

文章深入探讨了水利工程中混凝土面板堆石坝坝体填筑施工的关键环节和挑战。文章首先介绍了混凝土面板堆石坝的结构特点,包括其设计理念、材料构成及功能要求。随后,深入分析了坝体填筑过程中需要特别关注的技术细节,如渗透控制、结构稳定性及施工安全等。文中还详细讨论了混凝土面板的制作与搭设技术,强调了面板质量对整个坝体稳定性的影响。文章对石块填筑的施工方案进行了具体设计,包括材料选择、填筑方法和施工顺序。文章旨在为混凝土面板堆石坝的施工提供实用的技术指导和方案设计,助力提升此类水利工程施工的效率和质量,确保工程的长期稳定与安全。

某混凝土面板堆石坝施工期变形特性分析

面板堆石坝具有地形适应力强、可利用当地材料筑坝、经济性好等特点,堆石体作为坝体重要组成部分,其变形对坝体结构稳定、面板防裂等具有较大影响。文章以某混凝土面板堆石坝为实例,建立三维有限元计算模型,采用有限元数值计算方法,对该堆石坝施工期变形特性进行模拟分析。结果表明:当填筑完成后,最大沉降值约为1.8m,出现在Ⅱ-1分期填筑的分界面;顺河向和横向位移均呈现出一定的对称性;受到地形的不对称影响,靠近较陡峭的左岸的堆石体变形更大。

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。

创新技术在混凝土面板堆石坝中的应用分析

本文以贵州省余庆县魁龙水库水利水电工程施工项目为例,对水利水电施工中混凝土面板堆石坝的技术问题进行了深入分析。文章详细探讨了在施工过程中遇到的主要技术问题。针对这些问题,文章提出了一系列创新技术解决方案,如纤维混凝土的优化应用,纤维混凝土的裂缝控制策略,强化堆石填筑与地质合成材料的结合应用,以及内部侵蚀控制与预警系统等。最后,文章总结了创新技术在提高水利水电施工质量和效率方面的重要性和实际应用价值。

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。