考虑高压水劈裂的高重力坝安全性试验研究

高压水劈裂是高水压驱动裂缝扩展的一种现象,常是影响涉水工程安全的一大因素。由于高坝需抵挡巨大水头,且混凝土坝具有"无坝不裂"的特性,高压水劈裂也逐渐成为高混凝土坝安全研究的重要内容。为了评价高压水劈裂对混凝土重力坝的影响,本文针对重力坝上游面水平裂缝设计了高压水劈裂试验,并参照重力坝可能承受的工况进行了系列试验,讨论了混凝土强度和应力状态对高压水劈裂的影响。根据试验结果,对有限元模型进行了校核,并用此模型计算了3种不同准则设计的重力坝在高压水劈裂方面的差异。分析表明,目前准则在设计200 m以上重力坝时可能存在高压水劈裂风险,且不同国家的准则对高压水劈裂影响较大,具体优化方案还需对坝体的应力指标进行深入研究。

古贤碾压混凝土重力坝的坝体极限承载能力研究

古贤碾压混凝土重力坝最大坝高达到200 m级,需要研究坝体的极限承载能力以保障大坝安全。应用容重超载法和水头超载法,坝体结构采用Abaqus软件中Drucker-Prager模型,探讨了不同超载方法下坝体极限承载能力及其差异。通过扩展有限元方法研究了上游面的裂缝扩展对坝体极限承载能力的影响,并用高压水劈裂试验结果校正了该扩展有限元模型的计算参数。分析结果表明:容重超载系数比水头超载系数高64.8%,且两种超载方法的破坏模式存在明显区别;高压水劈裂因素显著降低了坝体极限承载能力,降低幅度在33%~44%之间,高压水劈裂因素使得坝体极限承载能力更加符合实际情况。分析了坝体裂缝扩展情况与容重超载系数之间的关系,并给出了坝体裂缝的处理建议。