院士、专家逐项圈定溪洛渡混凝土拱坝设计优化

可行性研究阶段：拱坝建基面主要置于微风化～新鲜的Ⅱ级岩体，仅拱肩上部坝基部分利用了弱风化下段Ⅲ1级岩体，拱坝体形采用抛物线型双曲拱坝。     

高拱坝建基岩体条件研究

高拱坝拦蓄水体巨大,要求建基岩体应具有较高的承载力及抗变形能力,但坝基嵌入深度过大,坝基大量开挖会影响坝基上下游高边坡的稳定,此外,存在高地应力导致的坝基岩体卸荷松弛问题等。在对比研究国内外设计标准对建基面的要求基础上,结合锦屏一级特高拱坝建基面的确定进行分析,总结出几点新的认识在采取可靠基础处理措施的前提下,可适当降低对建基岩体的质量要求;可采取适当增加坝体厚度、降低拱坝应力水平的方式,降低建基岩体受载;采取在拱坝下游抗力体区域施加横向锚索锁固的方式,可提高建基岩体承载能力。     

黄登水电站坝基可利用岩体选择及地质缺陷处理

重力坝可利用岩体(或建基面)的选择,与坝基岩体结构、岩体质量以及坝型、坝高等诸多因素密切相关,如何选择一个最优化的建基面位置,将关系到岩体的合理利用,直接影响到大坝的安全和经济。黄登水电站低坝段坝基岩体较完整,多以次块状夹镶嵌结构岩体为主,坝基岩体质量类别以Ⅲ_2、Ⅲ_1类为主;中高坝段坝基岩体多以块状及次块状结构岩体为主,坝基岩体质量类别以Ⅱ、Ⅲ_1类为主,大坝建基面不存在制约性工程地质问题,对于局部的断层破碎带、凝灰岩夹层、局部蚀变、松弛岩体及缓倾角节理等地质缺陷,均对大坝抗滑稳定及地基强度不起控制作用,并可以通过工程措施进行处理,经适当处理后坝基工程地质条件满足大坝建基要求。     

某混凝土双曲拱坝建基面选择研究

拱坝建基面选择主要决定于坝基岩体的承载力和滑动稳定性。本工程基岩裸露,岩体呈整体块状结构,强度高,但坝基范围内岩体岩性不一致,导致基岩强度不同。根据地形地质条件,对拱坝建基面的可利用岩体进行多方案论证研究,同时对坝体应力、坝肩稳定、整体稳定等进行大量分析及模型试验,最终确定合理经济的坝体建基面。     

溪洛渡水电站高拱坝建基面处理与安全监测

金沙江溪洛渡水电站大坝为我国目前已建和在建装机容量最大的高拱坝。开挖揭示大坝建基面局部存在Ⅲ2、Ⅳ级岩体和层间、层内错动发育等地质缺陷,河床坝段基岩面以下20 m处存在约15%的Ⅲ2级岩体,严重影响大坝及基础的整体稳定。通过优化建基面设计和置换混凝土、加强固结灌浆、刻槽、锚固、防渗和清基等一系列的处理措施,建基面岩体质量得到了明显的改善。监测成果显示,随坝段浇筑混凝土上升,建基面应力和沉降均匀增大,相邻坝段差异沉降较小,坝基防渗性能好,坝基和坝体的整体稳定性较好。总结溪洛渡水电站高拱坝建基面处理和监测,对类似工程具有指导和借鉴作用。     

白鹤滩水电站坝基固结灌浆方法研究与应用

白鹤滩水电站是世界上首个利用柱状节理玄武岩作为基础的特高拱坝.为使特高拱坝稳定和安全,根据坝基岩体出露情况、建基面部位及混凝土浇筑进度等综合影响因素,研究提出坝基固结灌浆采用"预留保护层岩石盖重灌浆结合混凝土盖重引管灌浆""无盖重灌浆"和"无盖重灌浆结合混凝土盖重引管灌浆"三种灌浆方法.声波检查结果显示各坝段灌后岩体波速相比灌前均有不同程度提高,表明白鹤滩水电站坝基固结灌浆采用上述三种灌浆方法是可行的.     

叶巴滩拱坝建基面选择及体形设计

拱坝设计中选择合理的拱坝建基面和合适的拱坝体形,既可大大减少基础开挖和大坝混凝土工程量,也能缩短工期,具有显著的社会经济效益。叶巴滩拱坝建基面选择原则:以岩级为基础,以安全为准则;合理利用弱风化Ⅲ级岩体、充分利用深卸荷带以外的紧密岩带作为大坝基础岩体,并分区段确定利用程度。叶巴滩拱坝体形采用适应性强,我国已建高拱坝较多采用的抛物线双曲拱坝体形,并运用多种方法、多种手段进行分析及安全评价。     

旭龙水电站坝基岩体质量验收控制标准研究

旭龙水电站为混凝土双曲拱坝,坝基岩体质量控制标准对工程具有重要意义,施工前应对坝基岩体质量验收控制标准进行研究。在前期勘察过程中,通过力学试验、岩体纵波波速值测定等方法确定了坝基岩体质量;类比同类工程,提出了一套适合旭龙水电站坝基Ⅱ_A、Ⅲ_1A、Ⅲ_2A岩体质量控制标准。结果表明：Ⅱ_A类坝基岩体V_p均值>5 000 m/s,波速值<4 500 m/s的占比不超过15%,且不集中;Ⅲ_1A类坝基岩体V_p均值>4 500 m/s,波速值<4 200 m/s的占比不超过15%,且不集中;Ⅲ_2A类坝基岩体V_p均值>4 500 m/s,波速值<4 000 m/s的占比不超过10%,且不集中。研究成果可为确定旭龙水电站坝基岩体质量验收定量标准提供依据,并供类似工程参考。     

某高拱坝结构破坏模式与破坏机理分析

结合地质力学模型试验和非线性有限元数值分析方法,对某特高拱坝在静力条件下的结构破坏模式进行对比分析,并探讨其破坏机理。研究结果表明,模型试验和数值分析得出的结构破坏过程和破坏特点总体一致,在水荷载超载条件下,该高拱坝的破坏模式表现为结构因中下部建基面破坏区贯通而失去承载力,同时下游坝面伴有众多浅层的水平裂缝。由于该拱坝所处河谷狭窄,坝肩稳定条件好,拱坝建基面是结构的薄弱部位。由于该拱坝中下部承受水荷载较大,拱推力相应均匀地分布在大坝的中下部高程,该部位建基面最先破坏进而最终破坏区贯通使大坝进入大变形阶段。     

拉西瓦拱坝建基面的模糊评判

拱坝是一个复杂的超静定结构，其建基面选择长期处于按风化程度定性决定的阶段。鉴定地建基面在工程中的重要性以及影响因素的复杂怀，本文以拉西瓦工程为背景。在对近坝基岩体风化、卸荷、变形特怀入研究的基础上，通过岩本质量对坝体应力。有的敏感性分析，提出对不同坝段基础岩体极限变形模量的要求，并在确保坝体应力、变形、稳定的要求和数值计算的基础上采用模糊评判方法对拱南建基面优化进行了探讨     

拱坝沿建基面抗滑稳定的体安全系数及其工程应用

对于坝基岩体发育有顺坡向结构面等复杂地质条件的拱坝,通常需要核算大坝沿建基面单滑面或多个平面组成的复合滑裂面的抗滑稳定性,但目前尚无为工程界公认的计算方法,现行拱坝设计规范也未作出明确规定。本文采用非线性有限元与传统的刚体极限平衡法相结合的分析方法,将滑裂面、坝基面、临空面与结构面相互切割、组合形成的潜在滑体作为研究对象,以坝基岩体内部发育的陡倾角结构面为分界面,将滑体离散为多个按串联或并联方式排列的块体,利用各块体的静力平衡条件与相邻块体间的变形协调条件,分析滑体在拱推力等外力作用下的抗滑稳定安全系数,即体安全系数。结合小湾拱坝工程,开展大坝沿坝基岩体发育的浅层卸荷裂隙抗滑稳定性的分析计算,通过实例分析表明本文方法的合理性与工程实用性。     

我国特高拱坝的建设成就与技术发展综述

结合二滩、溪洛渡、锦屏一级、大岗山、小湾等一系列特高拱坝的建设实践,总结了我国特高拱坝的建设成就,阐述了我国特高拱坝建设关键技术的研究进展,包括建基面的研究与确定、体形优化设计、应力分析与强度设计、拱座抗滑稳定、整体稳定、抗震设计、混凝土材料、混凝土温控防裂、基础处理、施工技术等10个方面的内容。认为我国混凝土拱坝建设技术已处于国际领先水平,指出我国特高拱坝建设需深化研究的4个问题,即特高拱坝安全评价体系建设、特高拱坝风险设计、特高拱坝抗震研究以及特高拱坝安全运行健康诊断技术研究。     

高坝坝基岩体工程研究

本专题结合二滩和李家峡工程,研究高坝坝基岩体的稳定性评价和可利用岩体的质量标准。内容包括岩体工程条件的调研;岩体结构定量化研究;坝基岩体地应力场、渗透介质场的建立及对岩体工程条件的影响和评价;岩体工程质量分级体系的建立和应用;岩体的力学特性、破坏机理及参数的预测和选取;基础加固灌浆试验和应用;高坝坝基工程岩体稳定性的综合分析和评价;坝基可利用岩体研究和建基面优选的程序、方法和准则;基础岩体监测设计等。     

考虑多重共线性影响的特高拱坝时空监控模型

为了解决特高拱坝时空监控模型中因子数目众多、因子之间存在多重共线性以及各测点之间存在空间关联性的问题,基于大坝变形原型监测资料,采用核独立分量分析(KICA)方法提取独立分量,将多个测点信息转化为少数几个综合指标;将提取的独立分量代入利用灰狼优化(GWO)算法优化的支持向量机(SVM)模型,对特高拱坝空间测点进行回归预测,构建了KICA-GWO-SVM特高拱坝时空监控模型。工程实例分析结果表明,KICA-GWO-SVM特高拱坝时空监控模型与多元回归模型、BP模型及SVM模型相比,其非线性表达能力强且性能良好,能够降低多重共线性对大坝变形监测的影响,对特高拱坝变形序列的拟合与预测精度高,可以更加准确全面地表征大坝整体的时空变形性态。     

二滩水电站工程勘察综述

对二滩水电站的地质勘察工作进行了总结。比较全面、完整地介绍了坝址的选择、坝基岩体的力学特性和参数取值方法、坝轴线的优选、岩体质量分级、蚀变玄武岩破碎软弱带的工程特性、地应力和坝基岩体工程关系,以及建基面的优化等一系列科研成果。     

坝基岩体质量分级影响因素及分级标准

对于150 m以上级别的高坝、超高坝,坝基岩体质量分级以及大坝建基面选择对坝基工程处理、大坝体型设计以及坝型坝线比较等,均有决定性的控制作用。就水利水电工程项目而言,目前国内外采用的坝基岩体质量分级方法,主要有RMR分级系统、GSI分级、《工程岩体分级标准》(GB50218—2014)和《水利水电工程地质勘察规范(GB 50487—2008)》的相关标准。大量工程实践表明,影响坝基岩体质量的因素主要是岩石强度、岩体结构和赋存条件。结合新疆某工程坝基岩体质量分级研究,得出影响和制约该工程坝基岩体质量的主要因素为:岩石饱和抗压强度、岩体结构类型以及结构面性状特征(结构面组数、间距及结合程度)、风化与卸荷程度、声波波速、地震波波速、完整性系数、钻孔RQD和地下水状态等;据此,采用定性与定量相结合的方法,制定了坝基岩体质量分级标准。     

乌东德双曲拱坝三维地质力学模型试验研究

基于乌东德双曲拱坝的特定工程地质条件,采用三维地质力学模型试验技术,通过重度超载的方法,研究了坝体和坝基、坝肩从加荷到破坏的整个过程与整体稳定性。依据相似理论,按照1∶300比例对大坝基础及两岸坝肩山体的岩体力学特性、不连续结构面和层面、双曲拱坝坝型等进行了相似模拟,研究了拱坝及基础的变形特征、失稳破坏过程、破坏形态以及超载能力,对拱坝与地基整体稳定安全度进行了评价。通过分析拱坝在正常蓄水位和超载作用下的位移场、坝体和坝肩的变形及其分布特征、内部断层典型测点的相对位移,对拱坝坝体和坝基失稳前后裂缝发展的全过程及其破坏机制进行了研究。试验结果表明:在设计荷载作用下,坝体及左右岸坝肩变形稳定,变形呈线性特征;综合位移应变测试结果及超载破坏模式定性描述,认为上游坝踵起裂安全度K₁=1.7~2.0,非线性开始安全度K₂=3.5~4.0,拱坝坝肩与坝基整体稳定安全度K₃=6.0~7.0。     

拉西瓦水电站岩体力学参数选择研究

拉西瓦水电站坝型为双曲薄拱坝,坝基及坝肩主要岩体为印支期粗粒花岗岩,对其进行了大量室内和现场岩体力学试验,全面系统地对试验成果进行数理统计和计算分析研究,获得了建基岩体的变形特征、抗剪强度及岩体的分类。提出了对岩体力学试验方法的改进措施及力学参数选取方法的建议。     

特高拱坝一级变形预报控制值 建立的方法研究

特高拱坝与一般高拱坝相比,其结构性态更加复杂,因此,其变形安全预报控制值必须进行 专门的研究。文中探讨了特高拱坝的定义与特点,分析了特高拱坝的变形特性,提出了特高拱坝一级 变形预报控制值建立的准则与方法。工程案例表明,该方法切实可行。