深覆盖层上的混凝土面板堆石坝研究

采用三维非线性有限元方法,对深覆盖层上的混凝土面板堆石坝的应力和变形进行研究,对大坝的施工和蓄水过程进行了仿真分析.分析结果表明,防渗墙竣工期存在较大的拉应力,防渗墙与连接板的接缝在蓄水后张开12.6mm,但尽管变形较大,趾板与连接板、面板周边缝均不会张开,也不会错动,连接板和趾板存在不大的拉应力,可通过配筋解决.研究成果可供类似工程参考.     

覆盖层上高面板坝连接板长度优化分析

建在深厚覆盖层上的高面板坝坝基防渗设施常采用混凝土防渗墙，坝体与覆盖层和趾板与防渗墙是质量与刚度相差很大的结构物，施工时和蓄水时各自的变形相差很大，为了协调各结构物的变形，建议用连接板将坝体、面板、趾板与防渗墙连接起来，以改善防渗墙和趾板的应力状态。用有限元法数值分析对连接板长度进行优化分析，应用于实际工程。     

深厚覆盖层上面板堆石坝新型结构应力变形性状影响因素研究

建设在深厚覆盖层上的高混凝凝土面板堆石坝防渗体系通常采用趾板水平连接混凝土面板和防渗墙,为缩短工期和节省工程投资,建议采用在坝基面处挖除表层部分覆盖层,浇筑混凝土盖板,在盖板内部留有廊道,以便进行防渗墙施工,同时上部填筑坝体的新型结构。采用有限元法对深厚覆盖层上混凝土面板堆石坝新型结构的应力变形性状进行研究。研究盖板长度、盖板分缝、坝基覆盖层加固对面板堆石坝坝体、面板、防渗墙应力变形性状的影响。     

深覆盖层面板堆石坝连接板长度敏感性分析

为协调混凝土防渗墙与趾板间的不均匀变形,修建于深厚覆盖层上的面板堆石坝通常在防渗墙与趾板间设置连接板,而连接板长度的确定则是工程设计中的重要技术问题之一。为揭示连接板长度对面板堆石坝工作性态的影响规律,结合实际工程,通过建立不同连接板长度的面板堆石坝坝体－地基系统有限元计算模型,进而开展系列非线性有限元分析,结果表明连接板长度增加对堆石坝体及面板应力变形影响较小,对竣工期防渗墙的应力变形有利,对蓄水期防渗墙的应力变形不利,可明显降低防渗墙与连接板接缝的切向错动。     

方溪水库防渗墙厚度敏感性分析

混凝土面板堆石坝防渗墙厚度的确定,是设计人员需要考虑的问题。采用ABAQUS软件,以方溪水库为例,分析不同防渗墙厚度对面板、周边缝及连接缝的影响。计算结果表明,堆石坝体、面板及周边缝应力与变形对防渗墙厚度变化敏感性较低;趾板与连接板接缝、防渗墙与连接板接缝法向变形与防渗墙厚度无直接关系,切向变形与防渗墙厚度呈正相关。     

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板长度方案下防渗墙和面板的应力变形特性，探讨了趾板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。     

堆石坝面板应力应变和周边缝变形特性研究

面板和周边缝是面板堆石坝的重要防渗结构,对大坝安全和正常运行起着关键性作用。通过蓄水期、运行期面板应力应变和周边缝变形观测资料分析,可以对混凝土面板和周边缝工作性态进行评价,对坝体稳定和防渗性能进行评估。分析结果表明,水压力作用下堆石坝面板主要承受压应力,坝肩部位局部受拉,周边缝变形以沉降为主,与水位变化关系较明显。     

混凝土面板堆石坝进展概述(续完)

4　防渗体系ＣＦＲＤ坝的防渗体系由地基灌浆帷幕或混凝土防渗墙、混凝土趾板、混凝土面板及各种接缝止水所组成。趾板的作用是将地基防渗设施与面板连接起来,形成完整的防渗系统。关于趾板的选线和设计要求已在22中叙述,本节介绍混凝土面板及接缝止水。41　混凝土面板混?..     

深覆盖层对面板堆石坝面板变形和应力的影响

某高混凝土面板堆石坝坝基覆盖层深度达45~100 m.应用非线性有限元方法.建立了不同设计方案的三维有限元模型,并详细模拟了坝体填筑施工过程和蓄水过程,比较了不同设计方案蓄水期面板的变形和应力的分布规律,以及面板缝、周边缝及其他接缝的变形.结果表明,将混凝土面板堆石坝面板附近的覆盖层部分开挖,让趾板直接坐落在基岩上,有利于改善面板的变形和应力,有利于减小面板缝、周边缝及其他接缝的变形.     

深厚覆盖层面板堆石坝的混凝土防渗墙

文章介绍了深厚覆盖层上的混凝土面板堆石南的防渗顶部与趾板连接结构的两种形式；趾板在防渗墙顶部及趾板在防渗墙下游面，并描述了４个实例，对１座深厚覆盖层上１８６ｍ高面板堆石坝的防渗墙线路及施工程序与应力，变形的关系用三维非性有限元法作了计算分析，提出了有益的结论。     

深覆盖层上面板堆石坝渗流与防渗墙变形特性研究

斜卡面板堆石坝最大坝高110 m,坝基覆盖层深厚（45～108 m）,基岩结构松散,渗透性较强。采用有限元法,对斜卡面板堆石坝及坝基进行了三维渗流及应力应变计算分析,讨论了帷幕厚度、深度与渗透系数对坝基渗流场的影响,分析了防渗墙在施工蓄水过程中的变形趋势以及趾板的沉降规律。结果表明,帷幕是防渗的薄弱环节,帷幕渗透系数增大与深度减小会使总流量显著增加;增大帷幕厚度可较大程度减小渗流量。防渗墙竣工期向上游变位,蓄水期受水推力作用向下游变形。防渗墙与连接板接合部位发生错动,但量值不大。     

混凝土重力坝-面板堆石坝复式结构型式研究

针对目前特高面板堆石坝存在的面板挠曲变形大、面板缝易拉开、底部面板不能检修等突出问题,提出了一种适用于特高面板堆石坝的新型坝体结构型式——混凝土重力坝-面板堆石坝复式结构。重点分析了施工期、蓄水期及蓄水期发生地震时,新型复式结构混凝土重力坝的高度、上下游坡比、趾板布置等体型参数变化对大坝结构应力变形及面板挠度等指标的影响,为新型结构型式体型的选择提供参考。优选的新型复式结构型式与常规堆石坝结构的计算结果对比分析表明,复式结构除周边缝张开变位及施工期面板应力大于常规面板坝外,其他指标均占据优势,且周边缝张开变位完全在相应规范及止水结构允许变形范围内,并具有较高的安全裕度。新型挡水结构可缩短混凝土面板长度,改善面板受力状态,减少面板挠曲变形,并有效提升面板堆石坝坝踵及趾板部位的可维修性。     

泗南江水电站混凝土面板坝三维有限元分析

泗南江水电站大坝为混凝土面板堆石坝。采用Duncan E-B非线性模型对坝体进行三维有限元应力应变分析,并考虑了混凝土面板与垫层料之间的接触面特性。通过分析,得出竣工期和蓄水期坝体的应力变形,以及蓄水期混凝土面板的应力、变形和面板周边缝及垂直缝的变形。依据计算结果分析评价了混凝土面板堆石坝的应力变形性状。评价结果表明,泗南江水电站混凝土面板坝的设计是合理的。     

汉坪咀混凝土面板堆石坝防渗体系设计方案优选

根据汉坪咀混凝土面板堆石坝的工程设计，用弹塑性平面有限元法，计算了堆石坝坝体、防渗体系的应力和变形．据此，对整个坝体的施工程序、趾板(包括连接板)的长度和防渗墙的刚度进行了分析比较．综合考虑各因素后，建议了适宜的堆石坝防渗体系设计方案．     

竹寿水库扩容及调水工程大坝加高设计及应力变形三维有限元分析

竹寿水库老坝坝型为粘土心墙碾压石渣坝,最大坝高为63.4m,加高后新坝坝型改为混凝土面板堆石坝,最大坝高为98.1m,通过在老坝坝轴线部位打设混凝土防渗墙后,由防渗墙、连接板、趾板和面板构成完整的防渗体系,有效解决了原坝体渗漏问题。竹寿水库库容及调水工程大坝加高设计及应力变形三维有限元分析也为其他工程类似补强加固及水库扩容项目的设计提供了参考。     

金佛山混凝土面板堆石坝应力变形二维有限元分析

针对重庆市金佛山混凝土面板堆石坝初步设计方案,通过静力平面应力变形分析计算,分析了坝体在竣工期、蓄水期的应力变形分布规律,重点研究了主堆石孔隙率、次堆石材料对面板和趾板的应力变形、周边缝变位等的影响,为选取主堆石孔隙率、次堆石区筑坝材料提供依据。计算结果表明,主堆石孔隙率采用20.1%和19.1%均可行,次堆石筑坝材料采用弱风化带粉砂岩∶页岩=7∶3和弱风化带粉砂岩∶页岩=5∶5均是可行的。但是相对于其他方案,采用主堆石孔隙率为20.1%,次堆石筑坝材料为弱风化带粉砂岩∶页岩=7∶3的方案,坝体、面板、趾板的应力变形较小。     

组合型混凝土面板堆石坝应力应变特性分析

组合型面板堆石坝是在下游底部设置混凝土坝与面板堆石坝形成的复合坝。以某150 m级面板坝工程为依托, 采用三维非线性有限元方法, 系统研究了组合型面板坝堆石坝体、混凝土坝以及防渗体系的应力应变特性。结果表明, 与常规面板堆石坝相比, 该组合坝型在堆石坝体变形方面虽没有显著改变, 但由于缩短了面板和垂直缝长度, 面板应力应变状况得到了有效改善, 且通过将混凝土坝坝顶宽度设置成大于趾板宽度, 可有效避免由高趾板引起的周边缝变位过大问题。目前200 m级高面板坝最突出问题是面板的结构性裂缝和挤压破坏, 而该组合坝型可以有效改善面板应力状态, 为超高面板坝的建设提供了新的思路。     

横山水库扩建工程混凝土面板堆石坝设计

横山水库扩建工程系在大坝下游填筑堆石加高大坝，扩建施工期原工程仍能蓄水发挥效益。坝基防渗采用混凝土防渗墙，扩建加高部分坝体采用混凝土面板防渗，混凝土防渗墙与面板间采用践板连接，以适应坝体变形。其扩建加高方式、坝体断面设计、大坝防渗系统设计中的一些经验，可供同类工程扩建加高时借鉴。     

混凝土面板堆石坝地基防渗墙塑性损伤数值分析

在坝体填筑和水库蓄水作用下,防渗墙工作和受力条件复杂,可能产生塑性应变和墙体开裂。本文结合实测资料和数值分析,研究面板堆石坝深覆盖层地基防渗墙的应力变形和损伤特性。在基于实测资料分析防渗墙应力变形特性的基础上,采用混凝土塑性损伤模型,建立防渗墙应力变形及损伤特性的三维数值计算模型。数值模型考虑坝体和地基渗流-应力耦合效应及墙体与覆盖层的接触效应,真实模拟坝体填筑和水库蓄水过程。在采用实测资料验证数值计算结果的基础上,结合实测和数值结果深入分析了面板堆石坝防渗墙的受力机制及其应力变形和损伤开裂特性,讨论了防渗墙位置、材料、坝体和地基渗流-应力耦合作用对墙体力学特性的影响。研究结果对面板堆石坝防渗墙建设和结构安全控制具有一定的指导意义。     

坝踵混凝土体型对混凝土面板应力变形的影响

镶嵌混凝土面板堆石坝是一种可以改善高面板堆石坝应力变形的新坝型。利用平面有限元法分析计算不同坝踵混凝土结构高度、下游坡比、趾板位置时面板的应力变形和周边缝变位,进而探究镶嵌混凝土面板堆石坝中坝踵混凝土结构对面板应力变形的影响。结果表明:当坝踵混凝土结构高度从坝高的27%增加到坝高的40%时,面板的挠度和顺坡向应力都大幅减小;坝踵混凝土结构的下游坡比从1:0.4放缓到1:0.7时,面板应力变形变化幅度较小;趾板位置在坝踵混凝土顶部从下游向上游移动时,面板与趾板之间的周边缝张开变位和错动变位大幅减小了68.7%和85.8%。说明设置坝踵混凝土结构可有效改善面板的应力变形。