基于三维有限差分法的小湾拱坝施工步模拟及极限承载分析

为深入研究高拱坝的破坏机制及安全度,有必要对小湾拱坝这一典型工程的极限承载能力进行重点分析。基于FLAC3D显式有限差分算法,精确模拟小湾拱坝分步施工的全过程;在此基础上利用超载法和强度储备系数法,基于带拉破坏Drucker-Prager和Mohr-Coulomb两种准则,对比分析探讨高拱坝在极限承载过程中破坏机制及其渐进破坏模式;结合破坏区的具体形态,联合采用塑性区贯通、位移突变等方法,评价其整体安全度;分析两准则下高拱坝安全度存在显著差异的原因,指出在评价拱坝的极限承载力方面Mohr-Coulomb准则要优于Drucker-Prager准则;最后,还对材料参数剪胀角、抗拉强度进行了敏感性分析,从中得到一些有益的结论。

高土石坝关键技术研究

为了提高我国２００ｍ级高土石坝的设计和施工水平，电力工业部“八五”国家科技攻关课题针对高堆石坝关键技术、混凝土防渗墙材料及接头型式、防渗墙施工、高土石坝抗震、勘测关键技术和高土石坝施工水力学问题等进行了研究，取得了一些重大研究成果。这些成果对减少工程投资，加快施工进度，保证工程安全有重要意义。

高坝水力学中紊流数学模型的应用与改进(Ⅰ)

对高坝紊流数值模拟中的几项关键技术进行了系统总结,特别是介绍了不规则动边界如自由表面和具有未知底部边界的冲刷坑的模拟跟踪技术、正交与非正交网格生成技术、两相流包括水-气两相和固-液两相紊流模拟中的关键技术,指出紊流数值模拟技术将在高坝水力学问题的研究中得到越来越广泛的应用。

中国混凝土面板堆石坝的近期进展

中国自20世纪80年代中期开始用现代技术修建混凝土面板堆石坝,至2003年年底已建成和在建的已超过110座,其中坝高超过100m的有31座。文章主要介绍近年来混凝土面板堆石坝建设的若干新进展。

高坝——水电站工程建设中的关键科学技术问题

水电资源的开发不可避免地要修建巨型水电站工程包括巨型高坝, 而这些巨型水电站往往具有水头高、流量大、地震烈度高及地形地质条件复杂的特点。目前中国正在规划、设计和建设的水电站中, 高坝的工程技术指标已有多项超过了世界水平, 所以必将遇到和涉及前人未曾处理过的难题。为此, 本文从高坝地基稳定的岩土力学方面、高坝的结构强度方面、高坝地震动力学与抗震方面、高坝水力学与流体力学方面、高坝混凝土材料等等方面提出了必须加强基础理论研究的若干科技前沿问题, 并提出了几点展望。

高土石坝复杂材料筑坝技术新进展

抽水蓄能电站的大力发展为土石坝建设带来了新的发展形势,也带来了复杂材料筑坝的新技术问题,包括全强风化料筑坝、库底填筑碎石土等带来的大坝变形、稳定及防渗体系安全等问题。通过近年来的工程实践和研究,高土石坝复杂材料筑坝技术有了新进展。总结了复杂材料筑坝已有经验,并以句容、文登、溧阳、镇安抽水蓄能电站上水库复杂材料筑坝为例,提出了抽水蓄能电站土石坝建设的关键问题及对策措施。

国家科技攻关与我国水利水电事业的发展

20世纪70年代初,国家科委和水利电力部把水电工程建设的关键技术难题列为国家科研计划项目,从此,通过“五五”、“六五”、“七五”、“八五”、“九五”5次科技攻关,我国筑坝技术取得了很大发展。攻关科技成果在碾压混凝土坝、面板堆石坝及高拱坝中的应用,以及MgO混凝土筑坝技术,水轮发电机循环蒸发冷却技术,抽水蓄能电站建设技术等都取得了重大进展。

关于细石混凝土砌石拱坝问题的讨论

多年的实践表明砌石拱坝具有施工简单、不需要复杂的温控措施、适合当地群众修建等优点,是一种比较经济的坝型,但施工速度慢、耐久性差,已经不适应现在经济发展的需要。为使砌石拱坝具有竞争力,在继续保持其传统的优势同时,采用细石混凝土作为胶凝材料、减化坝体结构、采用自身防渗、适当降低对埋石率的要求、加大粉煤灰的掺量、简化施工工艺、加快施工进度、提高耐久性等是比较好的途径。

乌东德水电站特高拱坝模板设计与应用

乌东德水电站大坝是世界首座全坝采用低热水泥的300 m级双曲拱坝,也是首个全面浇筑4.5 m高升层的特高拱坝。根据坝体结构、施工要求和天气特点,研究和设计曲面液压爬升模板、横缝面液压爬升模板、新型悬臂模板及预制模板。在此基础上,研究大坝模板施工技术,主要包括拱坝上下游面曲面爬升技术、上下游面体型高精度控制技术、高升层大荷载条件下的锚固技术、大风条件下抗倾覆安全技术和施工期模板安全使用技术。特高拱坝模板设计与应用解决混凝土早期强度低、高荷载、大风条件下拱坝模板设计与施工技术难题,为实现大坝安全、快速、高效施工提供保障。

水利大坝造孔施工中常见问题的处理

本文通过对于堤坝建设中造孔工程施工中所遇到的问题进行粗浅的研究,并根据经验,结合实践提出了相应的解决办法。

基于随机占优度的高拱坝施工方案优化研究

高拱坝施工方案优化需要综合考虑多个随机指标,属于随机多属性决策过程。当前针对高拱坝施工方案优化的研究,基本上没有完整考虑各指标的随机特性,降低了方案优化结果的准确性。同时,在当前随机多属性决策中,指标融合权重多是人为设定,难以客观表达不同指标之间的重要性。针对以上问题,本研究提出了基于随机占优度的高拱坝施工方案优化方法。根据仿真计算结果,得到各方案的施工进度指标的概率分布;基于随机占优理论及随机占优度,得到各方案对之间的随机占优度;将PROMETHEEⅡ方法进行改进,采用CRITIC方法建立各评价指标权重,并进行指标融合,得到各施工方案优先排序。工程实例表明,此方法可以在考虑施工进度指标随机性的情况下,实现高拱坝施工方案的优化。

基于数字监控的高心墙堆石坝施工场内交通仿真研究

高心墙堆石坝施工场内交通运输过程复杂,且影响因素众多,设计阶段进行的施工场内交通仿真难以面向动态的施工过程。本文提出了基于数字监控的高心墙堆石坝施工场内交通仿真理论,建立了相应的仿真模型,依据基于GPS技术的高心墙堆石坝填筑施工过程数字监控系统提供的高精度实时施工信息,通过数理统计法,获取更加贴近实际施工过程的仿真参数及影响因素指标,并根据实际的施工进程模拟下一阶段的场内交通状态。通过工程应用实例表明,所提出的理论和方法较传统仿真更为先进,为工程施工场内交通运输过程的分析与控制提供有效的技术支持。

一种特高拱坝施工期特殊表面裂缝的成因分析

特高拱坝的表面出现裂缝后会对其工作性态产生一些影响。本文结合某300m级特高拱坝施工期上游面出现的一种特殊表面裂缝,对该类裂缝的形成机理进行初步的探究分析。基于非线性迭代法求解该类裂缝的开闭、滑移和扩展问题,同时,基于断裂力学理论计算研究了该类裂缝的稳定性问题。研究结果表明:施工期特高拱坝横缝突然张开容易造成止水带周边混凝土损伤,而横缝接缝灌浆前的压水试验会促使局部损伤进一步扩展成贯穿至表面的裂缝。

考虑冷却措施的高混凝土坝施工过程温度场分析研究

为充分开发利用我国蕴藏的丰富水能,一批高混凝土坝正在规划建设之中。在高混凝土坝施工过程中,由于温度处理不当而导致坝体开裂甚至危及坝体安全的事例较为多见,温度控制问题已成为影响坝体施工速度和坝体安全的关键因素。埋设冷却水管是混凝土坝人工冷却的一个有效手段,可以实现削减初期温度峰值、减少混凝土温度降至稳定温度的时间的作用。因此,研究冷却水管对高混凝土坝施工过程温度场的影响具有十分重要的工程意义。本文在前人研究的基础上,以ANSYS为平台,以APDL开发语言为工具自行编制了混凝土浇筑过程非稳定温度场的计算程序,验证了程序的准确性,进而以该程序为工具,以龙滩碾压混凝土重力坝浇筑过程为实例,针对天然冷却和有人工冷却措施两种工况进行了温度仿真分析,并研究了大坝浇注完毕后坝体温度场与正常蓄水位下的水荷载耦合作用的应力场分布规律,通过两种工况研究结果对比,分析了人工冷却措施对大坝安全性的影响,得出了一些有益的结论。

白鹤滩特高拱坝智能建造技术与应用实践

在大数据和人工智能背景下,工程建设项目与现代信息技术逐步融合,以溪洛渡水电站为代表开创了高拱坝智能化建设的先河,随着信息技术、传感与数据处理技术的升级和迭代,需同步升级与纵深发展。依托白鹤滩300 m级特高拱坝建设实践,该文提出智能建造筑坝理念,以全面感知、真实分析、实时控制的闭环控制为理论基础,构建面向关键施工工艺和业务流程的智能建造技术体系及相关基础部署条件,研发并形成浇筑一条龙监控、平仓振捣监控、智能通水、智能喷雾、智能灌浆等核心智能筑坝成套新技术,详细阐述其闭环智能控制流程及功能。实践结果表明:项目构建形成了"一个中心、两个支撑、三个支柱"的产、学、研、用深度融合项目管理新模式,为工程优质、高效、安全建设提供管理和技术支撑,带来了较大的经济与管理效益,可为类似工程智能建造提供参考。

特高拱坝施工期多维信息模型研究与实践

信息模型是一种应用于现代工程设计、建造与项目管理的新型协同管理工具。基于水利水电工程施工期信息模型表达不全面、信息数据流通不畅等问题,在物联网、区块链和人工智能等信息技术迭代更新日益频繁的背景下,将先进信息技术与特高拱坝建造过程深度融合,提出一种使用建筑信息模型(building information modeling, BIM)的项目协作管理方法。该文通过借鉴BIM技术和信息模型理念,构建了特高拱坝施工期多维信息模协作管理体系,研究多维信息模型构建方法与实现过程;采用Visual C#网络编程技术,研发了涵盖工程进度、质量、安全和合同等内容的特高拱坝施工期多维信息模型管理平台。以白鹤滩300 m级特高拱坝为例,在应用实践中实现了大坝设计与施工全过程的信息化与智能化管理。该平台改善了传统水电工程信息散乱、流动效率低的问题,利于控制施工进度和工程建设质量、辅助精准施工和技术优化,推动项目管理水平和行业技术发展。

高拱坝表孔以上结构受力分析和施工方案探讨——以构皮滩拱坝为例

表孔一般是高拱坝泄洪的主要通道,具有孔口数量多、结构尺寸大、受力状态复杂的特点。它对坝体结构削弱较大,顶部一般设连接大梁以提高大坝上部结构的整体性,而孔道常采用跨横缝布置,孔道两侧闸墩难以同步上升,连接大梁施工难度大。本文以构皮滩拱坝为例,对高拱坝表孔以上结构受力分析和施工方案进行探讨,可供同类工程参考。