含复杂结构面RCC高拱坝坝肩抗滑稳定研究

复杂地质条件对坝体抗滑稳定极为不利,尤其是存在结构面相互切割成岩块,削弱岩体完整性,对坝肩抗滑稳定影响较大。某RCC高拱坝最大坝高132m,坝址区地质条件复杂,断层和长大裂隙密集带纵横交错,层间剪切带横切山谷,坝肩抗滑稳定问题突出。为了探讨复杂地质条件下结构面对坝肩稳定和变形的影响,采用三维地质力学模型超载法破坏试验并结合有限元计算,对各结构面变位进行分析,揭示了影响左坝肩稳定的结构面是f5、f4、Lp285、L2、fj2、fj3、fj4,影响右坝肩稳定的结构面是f4及Lp4-x、fj3、fj4;模型试验求得坝肩整体稳定非线性变形超载安全系数K_2=3.4～4.3,有限元计算K_2=3.0～4.0,坝肩整体稳定满足要求;在此基础上,基于块体理论,根据坝肩结构面产状及组合,开展了典型滑移块体的失稳研究,并总结滑裂面失稳判定区间,分析得出两岸坝肩3种典型块体中＂关键块体＂位于左岸,试验得到＂关键块体＂安全系数为2.4～3.0,说明复杂结构面削弱坝肩稳定,需进一步进行处理,以提高坝肩抗滑稳定性。

考虑断层影响的RCC高拱坝静动力计算分析研究

针对某RCC高拱坝坝址区复杂地质条件,采用有限元计算方法,结合ANSYS分析软件,对比分析了拱坝在断层处理前后各种工作状态下的坝体等效应力及坝肩岩体抗滑稳定,研究了断层对拱坝各种工作状态下的影响,验证了断层加固处理方案的安全性。结果表明,右坝肩近垂直穿过坝轴线的断层对坝体应力产生明显影响,是导致坝体应力、位移及坝肩稳定失衡的主要原因,通过采用分层开挖平洞对断层进行固结灌浆的加固处理方案可有效改善拱坝的工作性态。

基于地震反应谱的某RCC高拱坝应力及稳定分析

针对地震区域某RCC高拱坝,依据地震反应谱法和有限元计算原理,结合ANSYS分析软件,通过模拟地震荷载作用下的高拱坝运行工况,计算坝体的应力变形及岩体稳定情况。研究结果表明在地震荷载作用下拱坝坝体顺河向地震响应最为强烈,坝体整体应力值以及周围岩体的抗滑稳定安全系数值能够满足控制标准要求。

高寒地区某RCC重力坝上游面保温措施修复方案比选

某RCC重力坝地处高寒地区,坝址区年温差、日温差均很大,且寒潮频繁,为了解决坝体的温控防裂问题,该坝在设计初期进行了必要的保温设计并在施工阶段实施,保温效果显著。在运行期间,由于受水位变化、冰拔等因素影响,导致大坝上游面部分区域聚苯乙烯保温板(XPS)脱落。为了防止该区域混凝土在越冬期出现裂缝,则需要恢复水位变动区及其以上区域的大坝混凝土保温措施,并在其表面涂刷防冰拔涂层,以解决长期以来冰拔破坏问题。阐述该RCC重力坝上游面混凝土保温措施的修复方案,并进行对比、分析和评价,以资类似工程借鉴。

温度回升对坝体运行后期工作性态的影响研究

温度回升一直是大坝施工运行期间研究的重点之一。为此,结合周宁碾压混凝土重力坝,通过仿真建模,线性计算,采用张国新等人提出的高掺粉煤灰混凝土水化热温升组合函数模型,分析预测坝体后期温度回升,探究其对坝体变形、应力的影响。仿真预测结果表明,温度回升会在建坝4~5 a后达到峰值,温度回升对坝体变形的影响较小,温度回升至稳定后变形逐渐消除;对应力的影响总体来说是有利的,局部区域会产生拉应力过大。温度回升是一个长期过程,需要在大坝运行期工作性态安全评估充分考虑温度回升的影响。该研究预测性地分析了温度回升可能发生后对坝体运行后期工作性态的影响,可为其他工程温度回升的研究提供参考。

大古水电站RCC重力坝施工期温控防裂研究

大古水电站地处高海拔地区,气候环境复杂,施工期温控防裂是该工程设计施工的关键技术问题。选取5号边坡坝段为研究对象,模拟坝体浇筑全过程,考虑混凝土徐变,采用三维有限元法进行数值模拟仿真计算,研究坝体温度场及应力特性,提出温控防裂措施。研究结果表明,高海拔地区碾压混凝土筑坝,具有低温季节浇筑混凝土上下游坝面开裂风险高,高温季节浇筑混凝土内部后期开裂风险高的特点;采用本文提出的大坝温控防裂措施后,在外部保温与内部通水冷却共同作用下,坝体上下游面及仓面温度变幅明显减小,坝体表面和内部混凝土抗裂安全度均能达到1.8,满足工程设计要求。

三河口高碾压混凝土拱坝基础垫层混凝土温控措施研究

三河口拱坝为国内第二高碾压混凝土双曲拱坝,坝高141.5 m,工程建设难度大,其突出特点为河谷较宽,坝体方量大,研究拱坝垫层混凝土的浇筑温度、浇筑时机及温控措施,是保证垫层混凝土浇筑质量,以及确定垫层以上大坝碾压混凝土填筑时段的重要基础。通过5个不同方案的研究分析,确定了垫层混凝土浇筑采取控制浇筑温度为14℃,并采取通水冷却温控措施,水管间距为1.0 m×1.0 m,通水温度为20℃,也确定了垫层混凝土上部碾压混凝土在10月15日之前填筑为宜,可以为其他工程拱坝设计提供有价值的参考。

高海拔气候环境下碾压混凝土重力坝施工期开裂风险分析

DG水电站位于高寒高海拔地区,气候环境复杂。为研究施工期碾压混凝土温控防裂问题,选取DG水电站厂房坝段为研究对象,采用三维数值仿真模拟技术进行施工期大坝温度场和温度应力计算,以及气温骤降、昼夜大温差对坝体影响的敏感性分析。研究结果表明:气温骤降、昼夜大温差在坝体表面分别产生约1.4,0.9 MPa的拉应力,易在坝体表面引起裂缝;为了减小由此引发的混凝土开裂风险,采用混凝土表面保温防护措施之后,坝体表面温度应力相应得到显著改善,拉应力分别减少至约0.3,0.4 MPa。

高碾压混凝土拱坝温控可靠性分析

运用可靠度理论,考虑大气温度和关键混凝土参数的不确定性对拱坝温度场、应力场的影响,并将其作为随机变量,以控制拱坝施工期坝体最高温度为例构建坝体最高温度控制功能函数,采用响应面法解决功能函数无法显式表达的问题,从而建立拱坝施工期坝体温控失效概率和可靠度指标求解新模式。计算结果显示,与蒙特卡罗法计算结果的相对差别不超过8.36%。新方法在解决实际工程问题时可避免大规模的数值计算,在保证计算精度的前提下大幅提高了计算效率。

高碾压混凝土拱坝中的构造缝问题研究

为了控制施工期温降引起的坝体裂缝，国内外已建成的几座碾压混凝土拱坝普遍设置了诱导缝。我国在国家“八五”科技攻关过程中深入研究了诱导缝的作用和合理布置问题，提出了诱导缝等效强度计算模型和断裂判别式以及有效作用范围估计方法，为诱导缝设计提供了理论依据，并对高碾压混凝土拱坝设置少量横缝的作用和适用条件提出了依据。

高碾压混凝土重力坝防渗结构型式研究

以龙滩高碾压混凝土重力坝为依托,分别对该坝上游面采用变态混凝土与二级配碾压混凝土组合防渗结构方案,以及另再增加坝底部半截高钢筋混凝土面板组合防渗结构方案或增加坝底部半截高完全不透水的不锈钢钢面板组合防渗结构方案等的防渗效果进行了分析研究;同时研究了坝体和坝基的主要渗流特性和排水幕的渗控作用。研究发现变态混凝土和二级配碾压混凝土的组合防渗结构型式可行,优势明显,能满足大坝渗控要求,但其中也可能存在某些问题,需采用若干相应的工程辅助措施加以解决。

龙滩碾压混凝土性能研究

本文综合介绍龙滩碾压混凝土试验研究成果．包括４种标号碾压混凝土的强度特性、热学性能、变形性能和耐久性，并与相应的常态混凝土试验成果进行了对比分析，探讨了碾压混凝土的优缺点．

Construction schedule risk analysis of high roller-compacted concrete dams based on improved CSRAM

The applied technology of high roller-compacted concrete(RCC) dams is quite complicated because of various risk factors, including the weather condition, supply of concrete aggregate, efficiency of transport machinery and dam surface machinery, and so on. In order to ensure the comprehensiveness, accuracy and objectivity of construction schedule risk analysis, a mathematical model called improved correlated schedule risk analysis model(CSRAM) is proposed in this paper. This model takes into account not only the construction features of high RCC dams, but also the stochastic variations of risk factors with the construction schedule, as well as their comprehensive effects. Using Monte Carlo method to solve this model enables the completion probability of a high RCC dam construction within plan time, and uncertainty analysis of risk factors. Compared with the conventional CSRAM, the improved CSRAM has higher completion probability and more convergent distribution of a simulation period, making analysis results more accurate and closer to actual engineering conditions. Among the ten risk factors selected, efficiency of dam surface machinery and proficiency of workers are found to be of the maximum uncertainty.

高碾压混凝土拱坝结构分缝及材料特性研究

高碾压混凝土拱坝结构分缝及材料特性研究是国家“九五”重点科技攻关计划的专题。依托目前世界上在建的最高的沙牌碾压混凝土拱坝工程 ,研究解决坝体温度应力大 ,如何优化坝体结构分缝方案和提高筑坝材料的抗裂能力等问题。通过对诱导缝设置理论和方法的研究、全过程仿真温度计算分析、坝体开裂的机制和破坏形态探讨、重复灌浆技术和预埋冷却水管的温控措施研究 ,以及混凝土材料和配合比的优选等系统的攻关 ,为优质高速建成沙牌高碾压混凝土拱坝创造了条件 ,为推广应用于其他工程 ,形成 10 0m以上高碾压混凝土拱坝的成套建设技术 。

高碾压混凝土重力坝设计方法研究

针对高碾压混凝土重力坝的特点 ,结合龙滩水电工程的实际条件 ,对坝体应力计算方法和承载能力、施工期温度应力分析方法和温控防裂措施 ,以及大坝连续施工技术等问题进行了研究。研究工作以江垭和涌溪三级电站碾压混凝土重力坝施工现场作为试验论证场地 ,采用现场、室内试验研究与分析计算相结合的方法 ,考虑新理论的运用 ,计算分析新方法的提出 ,设计参数取值标准的选择 ,以及有关判别准则的拟定等一系列设计环节之间的协调和配套 ,建立适合我国高碾压混凝土重力坝特点的设计方法。研究成果已在龙滩工程设计和相关工程的建设中应用 。

基于相关性方差贡献率的高坝泄洪振动数据级融合方法

针对单一传感器信号只能反映结构的局部特性及易受干扰的问题,提出了基于相关性方差贡献率的数据级融合方法;通过计算振动信号的相关性方差贡献率来分配融合系数,从而实现多传感器信号之间的数据融合。锦屏一级高拱坝原型观测信号和自制的碾压混凝土坝水弹性模型实测信号的数据融合结果表明,该方法具有良好的抗噪性,可挖掘振动信号中的高频微弱信息和密频信息。与基于相关函数的数据级融合方法相比,基于相关性方差贡献率的数据级融合方法使融合后的信号能更加全面地反映坝体整体振动特性,更适用于高拱坝及碾压混凝土坝振动信号的模态参数识别。

寒冷干旱地区高碾压混凝土坝裂缝成因分析

某高碾压混凝土重力坝地处寒冷干旱地区,施工中在其底部基础区发现裂缝。采用有限元法对裂缝坝段混凝土温度及应力变化过程进行了仿真分析。结果表明:混凝土应力与温度变化呈明显的负相关性,在混凝土升温阶段坝段内部应力以压应力为主,达到最高温度开始降温后逐渐出现拉应力区;持续时间在2 d以上的连续降温对混凝土表面的危害较大;混凝土表面保温对削减寒潮冷击的作用比较显著,能有效防止混凝土开裂。

龙滩水电站碾压混凝土高重力坝可靠度研究

以龙滩水电站大坝为例，对碾压混凝土高重力坝可靠度进行了系统分析，采用JC法、三维随机有限元法研究坝体坝基联合作用下的可能失效途径，得出大坝抗滑稳定最薄弱部位仍然在建基面上等若干有益的结论。

龙滩高碾压混凝土重力坝的温控防裂研究

根据龙滩高碾压混凝土坝拟定的施工进度安排 ,进行了该坝施工期和运行期温度场和应力场的仿真计算 ,揭示了夏季不同浇筑温度时 ,坝体温度场和应力场的变化情况。对拟定的长间歇层面汛期坝面过水和长间歇 ,进行了大坝应力场的仿真计算 ,分析产生裂缝的可能性。另外 ,研究了夏季混凝土浇筑升程内埋设冷却水管的温度削峰效果 ,同时也对降低混凝土的浇筑温度和采用水管冷却的降温措施进行了对比分析。

中国碾压混凝土拱坝材料特性研究

通过对碾压混凝土原材料、配合比、技术性能三方面的研究结果表明,中国拱坝碾压混凝土具有水泥用量少、粉煤灰掺量高、胶凝材料用量适中、绝热温升低、抗裂性好等特性;对比沙牌拱坝碾压混凝土,高抗裂碾压混凝土强度提高、弹性模量下降、弹强比减小、极限拉伸值提高,表现出极好的抗裂性能。