300m级高面板堆石坝安全性及关键技术研究综述

摘要： 程特性及本构关系、变形特性及渗透稳定性、抗震安全性及措施方案、安全监测等关键技术等进行了深入研究，取得了系列重要成果。结果表明，按照特等工程、特级建筑物设计安全标准，建设超高面板堆石坝是安全可靠、风险可控的。研究提出的相应设计安全标准和安全控制指标可供高混凝土面板堆石坝建设借鉴。

300m级高面板堆石坝适应性及对策研究综述

"300 m级高面板堆石坝适应性及对策研究"课题对已建的200 m级高面板堆石坝建设进行了系统的技术总结,并围绕拟建的300 m级高面板堆石坝的主要技术问题开展研究,即:经济优势及筑坝条件,筑坝材料特性,坝体分区与变形控制,坝体稳定性评价与变形控制标准,防渗和止水结构适应性,坝体填筑程序及施工质量控制等,取得了一系列成果。研究认为,在适当条件下,采取适当的工程技术措施后,建设300 m级高面板堆石坝是可行的。研究报告还提出了进一步的研究方向和重点课题。

300m级高面板堆石坝安全监测技术探讨

中国混凝土面板堆石坝正在向300 m级坝高突破发展。坝高的突破必然导致安全监测系统升级。通过总结200 m面板坝安全监测施工经验,提出了适用于300 m级面板坝的改进措施。300 m级面板坝安全监测系统应积极引用新型监测技术,并通过"数字化"大坝平台充分利用监测指导施工的工程效益。

峡谷地区200m级高面板堆石坝筑坝技术研究及应用

针对已建的2座200 m级高面板堆石坝出现的坝体变形大、面板裂缝多、渗漏量偏大等问题,结合洪家渡坝河谷狭窄且不对称的特点,开展了筑坝技术研究,取得了坝体变形控制集成技术、接缝止水新结构和新材料、堆石碾压和检测新工艺3、10 m高陡坝肩窄趾板新结构、安全监测新技术等一系列技术成果。大坝经4年蓄水运行考验,坝体变形小,面板裂缝少,渗漏量不大,应用效果良好。

巴山水电站高折线面板堆石坝运行性状研究

以巴山水电站填筑及运行期的原型观测资料为依据,反演分析了坝体堆石料的非线性邓肯E-B模型参数,用观测资料验证了参数的合理性;以反演参数为依据,采用三维黏弹性有限元仿真计算了坝体开始填筑至经历7.10洪水后面板的应力变形情况,计算分析了面板连接缝变形和面板脱空、垫层料亏坡情况,分析了三期面板局部挤压破坏和裂缝的原因。分析表明:浇筑面板时堆石体沉降未收敛和初次蓄水时涨水过快是三期面板局部挤压破坏和裂缝的主要原因;经历洪水后连接板附近未出现拉应力区域,面板垂直缝及周边缝变形较小,三期面板顶部出现了轻微的脱空;面板折线处与周围变形协调性好,没有出现应力变形突变现象,设置连接板改善了面板的变形及受力状态,效果良好。

混凝土面板堆石坝高趾墙动力性态计算研究

采用三维非线性动力有限元方法 ,对甘肃海甸峡水电站的面板堆石坝和高趾墙的动力反应特性进行计算研究 ,详细分析了高趾墙的动力应力变形规律 。

高混凝土面板堆石坝面板浇筑时机的研究

为了避免面板浇筑后堆石体的大量或不均匀变形,最新提出通过对堆石体填筑施工初期的监测资料进行整理和分析,对比邓肯模型、双屈服面弹塑性模型及清华非线性K-G模型在堆石坝应用的优缺点。结合施工初期的实测信息,确定在特定条件下最能反映堆石体真实情况的本构模型,利用BP神经网络结合遗传算法反演模型的最优参数,再正分析计算预测的堆石体施工期的沉降变形情况。将预测得到的沉降变形资料与堆石体填筑完成的实测沉降变形资料进行对比分析,以预测的堆石体沉降变形情况为参考数据,结合工程的实际要求,合理安排预留沉降期,进而确定合理的面板浇筑时机,避免堆石体较大的前期沉降变形对面板带来的不利影响,有效改善面板受力和变形情况。

300m级高混凝土面板堆石坝坝体内部变形监测新思路

300m级高混凝土面板堆石坝的安全监测设计有别于常规的面板堆石坝,面对近900m宽的坝体断面,其内部变形监测将是一个新的难题。文中简要阐述了高面板堆石坝内部变形监测的重要性,分析了常规面板堆石坝内水平位移监测方法的不足,提出并论证了应用碳纤维增强复合材料(CFRP)的串联杆式位移计作为水平位移监测方法的合理性和可能性,提出了采用微位移传感器代替微压传感器作为水管式沉降仪的自动化监测仪器,探讨了在高面板堆石坝沉降监测中采用横梁式沉降仪和水管式沉降仪的必要性,并指出这种组合布置是确保高面板堆石坝混凝土面板施工质量和安全运行的重要保障。重点论述了设置坝体横向和纵向监测廊道的必要性和可能性,纵向廊道对坝体内部变形监测带来的扩展,以及监测廊道对面板堆石坝坝体内部变形监测系统在施工期和未来的运行期可能带来的巨大收益。

海甸峡面板堆石坝高趾墙性态计算研究

根据初步设计布置方案,对海甸峡面板堆石坝及其高趾墙的工作性态进行三维有限元计算研究,详细分析了高趾墙的变形、应力等工作性态,论证了高趾墙设计方案的合理性。

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。

江坪河面板堆石坝二期面板浇筑方案研究

为使江坪河混凝土面板堆石坝二期面板浇筑方案的最优,确保工程施工质量和安全运行,通过采用面板子模型法对大坝的应力应变进行数值分析,经二期面板顶部高程和浇筑时机的多方案敏感性研究,得出最利于控制面板应力变形的方案,为江坪河面板坝的设计与施工提供了依据。

高混凝土面板堆石坝河谷中部面板压性破坏问题初探

文章从设计者的角度,对高混凝土面板堆石坝河谷中部面板压性破坏问题进行了思考,以期引起同行对此问题的关注和讨论,深化认识并最终形成有效的解决方案。

软岩面板堆石坝面板混凝土裂缝处理技术及实践

面板堆石坝由于其较高的安全性和良好的适应性,已发展成为堆石坝的主要坝型。截止2017年年底,我国境内已建坝高超过30m以上堆石坝达到277座,已成功建成了水布垭(233m)、猴子岩(223.5m)、江坪河(219m)等200m级的高坝。但从国内外已建的面板堆石坝工程来看,堆石坝的混凝土面板裂缝普遍存在,裂缝会影响工程的耐久性及整体性,严重时可影响工程的正常运行,是影响工程质量及安全的关键问题,目前仍无该问题的完全解决方案。针对上述情况,如何做好面板堆石坝安全稳定运行,混凝土面板裂缝的处理至关重要,国外某150m级高面板堆石坝工程中面板混凝土裂缝采用化学灌浆及表面封闭技术取得较好效果。