龙滩碾压混凝土大坝建基面开挖轮廓设计

龙滩碾压混凝土大坝为目前世界上已建或在建最高的碾压混凝土坝,最大坝高216.5m。其坝基工程地质条件优越,坝基岩体较完整,力学强度高,大坝不存在沿坝基础深部的滑动失稳条件。设计中对龙滩碾压混凝土坝整体稳定控制面的确定,坝基可利用岩体选择,开挖轮廓设计,岩体质量检测标准及地质缺陷处理等均做了分析论证,从目前声波检测成果看,坝基岩体均满足合格标准。     

输电线路工程中的岩石基础设计与分析

随着输电线路工程采用岩石基础的增多,岩石基础研究也越来越深入。《架空送电线路基础设计技术规定》仅对较小露头的岩石基础作出设计要求,而高露头岩石基础与之有很大的不同,因此,需要通过对岩石基础与周围岩体的耦合数值计算,探讨岩石基础的受力机理及岩石抗力分布,从而更直观地反映岩石基础与岩体的相互作用。笔者利用ANSYS平台建立参数化数值模型,得到相同地质条件不同柱长基础在考虑岩石抗力时的结果。总结得出露头和岩石抗力的关系,获得较为准确的基础受力分析数据,为规范的制定和实际工程设计提供依据。     

桩-软岩复合地基流变机理缩尺模型试验研究

桩-软岩复合地基承受上部载荷时,时效变形预测依赖于对其流变机理的认识以及对流变模型的合理描述,为分析其流变机理,通过桩-软岩复合地基缩尺模型载荷试验,研究了桩身应力、桩底压力、承台下软岩压力以及软岩深部变形时效特征,对桩-软岩复合地基流变机理进行了系列试验研究。桩底压力以及桩间软岩变形时效特征明显,桩-软岩复合地基在工程荷载作用下的衰减蠕变可采用5参量广义开尔文模型进行描述,其流变参数为E_H=1.1 GPa,E₁=7.05 GPa,η₁=929 GPa·h,E₂=9.03 GPa,η₂=28 GPa·h,与软岩地基比较,桩-软岩复合地基流变参数明显提高。     

岩体原位试验新技术在水工复杂岩体工程中的应用综述

为解决复杂岩石力学问题,研发了复杂应力路径岩体高压真三轴原位试验技术及流变试验技术、岩体原位大尺度模型试验技术以及岩体破裂扩展精细探测技术等岩体原位试验新技术,并将其应用于白鹤滩柱状节理玄武岩修建高拱坝适宜性、锦屏二级引水隧洞高应力条件下深埋岩体力学特性、乌江构皮滩垂直升船机软岩地基长期变形预测等水工复杂岩体工程关键技术问题的研究。主要研究成果为:①针对高地应力岩体和地下洞室开挖复杂应力路径岩体的变形破坏问题,获得了柱状节理玄武岩、深埋大理岩考虑中间主应力影响的非线性强度准则的强度参数;②针对高应力、复杂应力路径条件下复杂结构岩体的流变特性问题,获得了深埋大理岩流变参数;③针对柱状节理玄武岩松弛特性及预应力锚固防松弛措施,实现了柱状节理玄武岩开挖松弛过程以及岩体真三轴试验破坏过程声发射精细探测;④针对构皮滩超高垂直升船机桩-软岩复合地基长期变形问题,获得了桩-软岩复合地基流变参数。该成果提升了岩体原位试验技术水平,发展了岩石力学基础理论,对解决水工复杂条件下的岩石力学新问题提供了技术支撑。     

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。     

深覆盖层上心墙堆石坝动力分析中库水影响研究

应用有限元方法对深覆盖层地基和岩石地基上的堆石坝分别进行及及和忽略运水压力的动力分析，探讨了针对堆石坝而异于混凝土坝与库水相互作用的一些规律，并对此作出物理成因解释，较系统地研究了动水压力对深覆盖层地基上的心墙堆石坝动力应的影响。     

弹性波检测技术在水利工程施工中的应用

以万家寨水利枢纽工程为例，简要介绍弹性波检测技术的应用，具体内容包括：坝基可利用岩体和层间剪切带检测，建基岩体质量检测，坝基岩体卸荷的时间效应检测，不同施工状态下坝基层间剪切带变形效应检测，坝基固结灌浆效果检测，地下洞室岩体卸荷厚度和大坝混凝土与基岩接触程度检测，相应成果在坝基地质调查和质量评价中发挥了较重要的作用。     

特高拱坝建基面岩体选择的工程类比法研究

为确定坝高超过200 m的特高拱坝建基面可利用岩体的选择标准,对国内7座特高拱坝建基岩体的利用情况进行了综合评价,通过工程类比法分析了特高拱坝建基面可利用岩体的选择因素,提出了特高拱坝建基面可利用岩体的选择标准。研究表明,特高拱坝及坝基在荷载作用下的破坏模式为压破坏和剪破坏,要求拱坝建基岩体应具有足够的承载能力、抗变形能力、抗剪切能力以及抗滑稳定性。国内特高拱坝建基面可利用岩体的选择主要是以岩体质量分级为综合评价指标,不同坝基部位可选择不同质量级别的岩体;Ⅱ级岩体是特高拱坝的优良的建基岩体,中部建基面可以有效地利用部分Ⅲ₁级岩体,上部可适当利用Ⅲ₂级岩体;对于特高拱坝坝基,变形模量和黏聚力略大于规范建议值;特高拱坝建基面可利用岩体选择以荷载及应力水平为基础,以拱坝稳定为前提,以变形、强度等力学参数为依据,以岩体质量级别为具体表征,按不同高度分区域进行多因素综合论证和选择。     

Characteristics of the thermal stress-state of concrete masses on rock foundations with a complex relief

Conclusions  

大坝与抗力山体联合抗滑计算方法的初步探讨

与抗力山体联合作用是大坝抗滑稳定常用的措施,但由于受力复杂,通常采用有限元等方法进行安全评价。出于工程实用的需要,采用材料力学方法对大坝与下游抗力山体联合作用的受力状况进行分析,并以重力坝坝基刚体极限平衡抗滑稳定求解方法为基础,提出坝基抗滑稳定计算简易方法,并推导出相关公式。通过与有限元分析方法进行对比分析,认为材料力学方法的基本假定较为合理。结合典型算例和工程实例,进行抗滑稳定计算。结果表明对于该工程实例,在正常工况下,不考虑下游山体的抵抗作用及考虑该作用时,坝体抗滑稳定系数分别为2.97和4.87; 在地震工况下,这2个抗滑稳定系数分别2.24和3.89; 考虑抗力山体作用后,2种工况安全系数均大幅度提高。作为一种探索复杂受力状况下坝基稳定问题的方法,其物理力学意义清晰,计算过程简便,对于解决工程实际问题具有便捷性和实用性,其求解思路也可供其它类似工程的大坝抗滑稳定计算参考。