Study on main contents of design of rock fill dam with face slab

With the development of economy, the adjustment of industrial structure, the improvement of people＇s living standard and the expansion of urbanization, the structure of the city has changed a lot. The proportion of industrial use of electricity decreased year by year, the proportion of household electricity, commercial electricity and public utilities increased year by year, the peak and valley change increased year by year. Therefore, the construction of hydropower project, to improve the current situation of the system of regulating the power grid, has a positive role in promoting. Reinforced rock fill dam with face slab in foreign countries has been built and at the dam more than 50m high dam more than 70 seats, of which more than 100m high dam 18. At present, Brazil estuary aliya rock fill dam is the highest dam in this kind of dam in the world, built in 1980, has been running well. Our reinforced rock fill dam with face slab design and construction technology in the introduction of digestion and absorption of foreign advanced experience in the foundation, the systemic research on a considerable scale. The design level and construction technology of the rock fill dam with face slab in our country have reached the international advanced level by the complete technology of the construction of the 100m level rock fill dam with face slab. This paper mainly from the rock fill dam with face slab, dam type selection and layout of water conservancy project comparison; dam profile design; detail dam; dam high determined; stability analysis; strength calculation; overflow capacity check aspects were studied.

砂泥岩地区软岩筑面板堆石坝设计

抽水蓄能电站设计遵循“以料定坝、土石平衡”的原则,需研究尽可能多地利用工程区开挖料筑坝。某抽水蓄能电站位于砂泥岩地区,工程开挖产生有较多的强风化岩体或强度较低的粉砂质泥岩夹层等软岩,笔者研究利用软岩作为筑坝材料的面板堆石坝设计,根据分区原则对坝体进行分区并对各分区筑坝材料进行试验研究,以及对大坝坝坡稳定和坝体应力变形进行三维有限元计算分析。结果表明,通过合理的坝体分区,在采用较多软岩作为筑坝材料的条件下大坝坝体排水、坝坡稳定和坝体变形等均满足规范要求。面板堆石坝采用软岩筑坝时,通过采用合理的坝体分区并控制相关设计指标,是可以确保工程安全的。

堆石坝面板挤压破坏机理分析及预防探讨

为探索堆石坝面板挤压破坏机理,以某水利枢纽工程为例,应用三维有限元法进行了堆石坝面板坝轴向应力分布规律以及竖缝压缩模量对面板挤压应力影响的分析,结果表明满蓄期内在水压力的作用下,堆石体对面板施加河谷向摩擦力,面板坝轴向应力主要为压应力,最大值出现在河谷中部,坝肩拉应力较小;随着坝高增大,满蓄期和后续运行期内面板坝轴向压应力均呈增大趋势;在面板受压区竖缝采取低压缩模量填充材料后,面板坝轴向压应力降低明显。

思安江水库大坝安全监测资料分析及应用

介绍了思安江水库混凝土面板堆石坝工程安全监测系统的设置和监测内容。把大坝渗漏、大坝应变、大坝内部变形、大坝外部变形等观测数据汇总形成图表,分析大坝存在的问题,为大坝除险加固提供方向和依据。

一座200m级高面板坝的变形和应力计算研究

利用三维非线性有限元分析方法,结合一座拟建中233m高的面板堆石坝,对坝体的变形和应力进行了预测.计算整理了面板的应变,结合已建类似工程的实测资料,对面板进行了初步的防裂分析.研究结果表明:蓄水期面板的应变极值与坝高的相关性不明显,但面板分期施工将导致其变形和应力更为复杂,需对大坝填筑的施工顺序进行优化设计;若采用合理的材料分区,且计算坝体的变形不超过限值,则面板坝方案在技术上是成立的.

混凝土面板堆石坝面板缝隙渗流计算模型研究

针对混凝土面板堆石坝面板接缝与面板裂缝的特点,基于等宽缝隙稳定流的运动规律,结合混凝土面板堆石坝的渗流机理,研究建立了面板接缝及面板裂缝的渗流计算模型,并用实例进行了验证。结果表明将等宽缝隙稳定流运动规律应用到面板接缝止水失效且面板产生裂缝情况下面板堆石坝的渗流分析中,可以获得较为准确的结果。且此方法计算过程简单,计算效率高,具有很大的实用性。

特高面板砂砾石坝结构安全性论证

基于试验研究与数值计算分析,对新疆大石峡250 m级特高面板砂砾石坝结构安全性进行了论证。结果表明:压实后的砂砾石料有较高的变形模量、较小的流变和地震残余变形,大坝运行期坝体最大沉降仅为最大坝高的0.64%;设计地震用下坝体最大震陷量仅为最大坝高的0.40%;静、动力荷载作用下,面板周边缝的沉陷和张拉值均未超过国内外已建工程的最大实测值,周边缝的剪切位移虽然比国内外已建工程的最大实测值大,但中国在混凝土面板接缝止水结构与材料方面的技术储备已经能够满足其要求。因此,与相同高度的面板堆石坝相比,面板砂砾石坝变形安全控制的难度较小。需要指出的是,250 m级特高砂砾石坝的防渗面板在静、动力荷载作用下的轴向和顺坡向拉、压应力极值较高,有必要在面板周边缝和压性垂直缝两侧一定范围配置加强钢筋。

水布垭混凝土面板堆石坝地震永久变形分析

以水布垭混凝土面板堆石坝为研究对象 ,采用考虑残余体积应变与残余剪应变的计算模型进行整体永久变形分析 ,得出了动力变形量及其分布特征 ,以及永久变形对高面板堆石坝防渗系统的影响 .结果表明 ,在地震作用下高坝上部面板与垫层间的动位移存在相位差 ,使面板动应力在上部产生明显的变化 ,需要给予重视 ;高混凝土面板堆石坝在 0 .1g峰值加速度地震作用下产生的永久变形 ,对于 30 0m级高的混凝土堆石坝结构的影响不显著 .

面板堆石坝挤压式边墙的概化数值模型及应用

基于对挤压式边墙实际结构及工作性态分析,从合理性和简单性原则出发,建立了用于面板堆石坝应力位移有限元分析的挤压式边墙概化数值模型。该概化模型由等效板和等效接触面组成,分别采用了线弹性模型和清华接触面弹塑性损伤模型加以描述,其参数易于确定。采用该模型对某面板堆石坝应力变形进行了二三维有限元分析,并与原状模拟分析结果进行了对比。结果表明,概化数值模型能够合理地描述挤压式边墙的实际力学特性,且计算量较小,适用于面板堆石坝的应力变形有限元分析。

关门山面板堆石坝三维地震反应分析和研究

本文通过对关门山面板堆石坝进行三维非线性动力计算，得到一些有价值的结论．计算中对堆石材料应用非线性弹性模型，用ＢＦＧＳ（Ｂｒｏｙｄｅｎ—Ｆｌｅｔｃｈｅｒ—Ｇａｌｄｆａｒｄ—Ｓｈａｎｎｏ）法迭代堆石体位移增量，对库水采用流固耦合方法联合计算，较准确地反映了面板堆石坝的动力特性和在水平地震作用下坝体加速度分布、面板动应力分布的规律．

桐柏抽水蓄能电站面板堆石坝坝身溢洪道工程特点

到目前为止,世界上已建成的采用坝身溢洪道的面板堆石坝仅有3座,有关这方面的研究国内外均处于起步阶段。桐柏抽水蓄能电站下库面板堆石坝根据工程的具体条件,选择采用了坝身溢洪道,其溢洪道布置、主要技术问题及对策措施,可为今后其他类似工程泄流方案选择提供参考。

防水措施对堤坝地震液化影响的数值分析

通过基于有效应力的完全耦合动力分析方法,研究了混凝土面板坝在地震作用下的动力响应,详细地讨论了堤坝迎水面斜坡上铺设的防水毯对堤坝地震液化的影响。计算中土体采用Cyclic mobility本构模型,该模型通过在修正剑桥模型上增加应力诱导各向异性、超固结和结构性的概念及其相关发展准则,可以很好地描述可液化土体的动力特性。计算结果表明防水毯的存在可以有效降低坝体的地下水位浸润线,增加坝基的初始有效应力,从而降低坝基地震液化发生的可能性,同时坝体的变形明显减小。

混凝土面板极端破坏情况下面板坝渗流特性研究

基于等宽缝隙稳定流的运动规律,研究建立了混凝土面板极端破坏情况下面板接缝及密集裂缝型面板的渗流计算模型。借助于这些模型,使得面板接缝及密集裂缝型面板渗流的有限元模拟计算成为可能,从而为在面板发生极端破坏情况下面板堆石坝的有限元渗流分析提供了有效的途径。通过实例分析,还获得了在面板发生极端破坏情况下面板堆石坝的渗流变化规律。

面板堆石坝面板顺坡向挤压破坏机理的试验研究

本文针对面板堆石坝面板顺坡向挤压破坏的钢筋压曲凸起问题开展了试验研究,采用了配有单根立筋的混凝土柱受压试验来模拟面板顺坡向的挤压破坏。试验结果证实了以往研究中无箍筋钢筋混凝土立柱抗压强度低于素混凝土柱、且钢筋保护层厚度越小强度越低的推测。与素混凝土柱相比,保护层厚5 cm钢筋混凝土柱的强度降低约10%。根据试验的破坏荷载结果,通过已有理论解反推出了立柱的侧向支撑刚度k,对于保护层厚5 cm和8 cm立柱k值相应为0.841 N·mm^(-2)和1.032 N·mm^(-2)。经过试验结果分析,发现钢筋混凝土立柱各截面不服从应变平面假设,受压中钢筋没有同混凝土一起协调变形,钢筋与混凝土之间相互作用强烈。本研究结果再次说明,限制钢筋的侧向变形是防止面板顺坡向挤压破坏的根本措施。应开展可模拟混凝土中钢筋压曲的挤压破坏数值模拟研究,为这些措施的量化设计提供依据。

混凝土面板温度收缩应力及相关参数分析

面板结构受到三种类型力的作用 ,即由温度、湿度变化引起的收缩应力 ;由面板材料基体受到物理化学作用引起的膨胀应力和由外荷载作用产生的应力。其中 ,温度变形引起的裂缝占总体的 80 %以上。研究发现 ,综合温差、徐变变形、基础约束及混凝土面板线膨胀系数都对面板温度收缩应力有显著影响 ,通过降低这些因素的不利影响 ,保证面板具有适当的抗拉强度 ,可以做到 2 0

接触面模型对面板与垫层间接触变形及面板应力的影响

对某在建面板堆石坝进行了三维有限元静、动弹塑性计算,分析了接触面模型对面板与垫层间接触面变形及面板应力的影响。面板与垫层接触面分别采用:双曲线(仅静力计算)、理想弹塑性及广义塑性接触面模型。结果表明:竣工期,3种模型计算的面板应力是基本一致的。满蓄期,3种模型计算的面板顺坡向应力分布规律基本一致,但面板坝轴向应力的分布规律和量值有较明显的差别。蓄水时广义塑性接触面模型计算的接触面的应力路径和剪切位移与双曲线和理想弹塑性存在较大的差异。在地震荷载下,理想弹塑性和广义塑性接触面模型计算的地震后坝体残余变形引起的面板顺坡应力基本一致,但面板坝轴向应力差别较大。理想弹塑性模型只有当应力达到峰值时才产生塑性变形,这样会低估接触面的残余变形,不能与坝体残余变形相协调,高估了坝体残余变形对面板应力的影响。广义塑性接触面模型能更好的反映三维条件下接触面的剪胀、剪缩、硬化、软化、循环残余变形及颗粒破碎特性,更符合实际情况。

接缝简化模型及参数对面板堆石坝面板应力及接缝位移的影响研究

通过大量的三维面板堆石坝有限元分析,研究不同止水结构形式对面板堆石坝面板应力和接缝位移的影响。在此基础上,建议简化的面板堆石坝接缝模型,简化模型具有简单的表达形式和较少的参数,方便面板堆石坝的有限元计算分析,可满足精度要求。通过对简化模型参数进行敏感性分析,建议简化模型参数取值范围和改善面板应力的工程措施。

覆盖层上混凝土面板堆石坝离心模型试验研究

以建于深覆盖层上的梅溪水库混凝土面板堆石坝最大断面为试验断面，采用离心模型试验研究了三种不同趾极长度方案下防渗墙和面板的应力变形特性，探讨了趾极长度对防渗墙和面板应力变形性状的影响，提出了最优趾板长度范围．通过研究，揭示了防渗墙和面板的应力变形规律，为覆盖层上混凝土面板堆石坝的设计提供了科学的依据．

纳子峡面板砂砾石坝应力变形三维有限元分析

采用三维非线性有限元法建立纳子峡水电站面板砂砾石坝的三维有限元分析模型,对大坝填筑施工过程和水库蓄水过程进行仿真研究,计算分析施工期和蓄水期大坝、面板及周边缝的变形特性。计算结果表明:施工期和蓄水期坝体的最大沉降分别为0.74 m和0.76 m,占最大坝高的0.61%和0.63%;第一主应力最大值分别为2 321 kPa和2 478 kPa,第三主应力最大值分别为588 kPa和626 kPa,应力水平在0.3～0.85之间;周边缝和面板缝法向拉伸变形最大值分别为29 mm和34 mm,垂直剪切变形最大值分别为25 mm和0,顺缝剪切变形分别为27 mm和29mm。从静力分析结果看,纳子峡面板坝的设计方案是合理的。

对高面板堆石坝一些问题的探讨

在高混凝土面板堆石坝的施工和蓄水过程中有时会出现一些问题:如施工期面板的脱空、坝体上部垫层区产生裂缝等;蓄水后期面板变形明显增大和面板顶部变形较大等.这些问题中,有些已被人们关注,有些则在近期才引起注意.从有限元分析的角度,对这些问题进行了初步探讨.分析表明,有的问题难以避免,有的则可采取一定的措施加以避免或减轻.