锦屏一级水电站拱坝坝肩稳定分析及工程措施研究

以刚体极限平衡法为主,结合拱坝整体稳定数值分析及地质力学模型试验,对锦屏一级拱坝坝肩抗滑稳定进行了全面的计算分析与论证,表明拱坝坝肩稳定有保障。同时针对左右岸坝肩稳定的特点,采取了有效的增强拱坝坝肩稳定的工程措施。     

高拱坝坝肩岩体稳定性控制效应分析

对高拱坝坝肩稳定性的分析评价是一个十分重要的课题,它关系到高拱坝建设的经济性及安全性。对高拱坝坝肩稳定分析的理论进行了归纳和总结。     

坝基加固后锦屏一级高拱坝应力变形计算分析

锦屏一级高拱坝坝址地质条件复杂,其基础加固处理工程巨大,主要包括:左岸混凝土垫座置换、左岸传力硐、左岸f5、f8、煌斑岩脉混凝土网格置换,右岸f13、f14断层混凝土网格置换.文中采用非线性有限元分析方法,对坝基加固后锦屏一级水电站坝体在多种工况下的应力变形特性进行了计算分析.给出了坝体蓄水期的应力位移分布及超载、降强对位移的影响结果,表明蓄水期坝体总体变形规律比加固前明显改善,坝踵拉应力减小.加固后坝体与坝基安全储备能力提高,可以满足设计要求.     

小湾高拱坝坝肩静力稳定分析

本文采用刚体－弹簧元法，对不同强度参数理论（昆明院推荐参数、按断裂力学理论所推纯摩系数、Ｈｏｅｋ剪摩修正参数）下的小湾高拱坝坝肩（基）纯摩及剪摩静力安全系数进行了计算评价，对５８个不同高程滑出的坝肩抗力体滑块的搜索分析表明，控制滑块为低高程滑块，在增设坝后排水的条件下，小湾坝肩静力稳定性可以满足规范要求。     

基于三维地质力学模型试验的溪洛渡高拱坝坝肩稳定性研究

采用三维地质力学模型综合法试验,探讨在超载和强降的综合影响下溪洛渡高拱坝坝肩、坝基的稳定安全度;分析大坝及坝基、坝肩的变形分布特征,揭示大坝与坝基的变形过程和破坏机理。试验表明,在未计入渗压及地震荷载工况下,坝肩综合稳定安全系数为6.3;在超载情况下,坝肩变位不对称,坝肩破坏形态也不对称,总体上左岸比右岸破坏较重。在超载后期,受坝基附近层间、层内错动带的影响,坝基面径向变位较大,基础约束相对较弱,因此,加强对坝基的加固处理十分重要。     

锦屏一级高拱坝防渗排水设计的探讨

锦屏一级拱坝位于高山峡谷地区,地形陡峻,地质条件复杂.水文地质条件既有一般拱坝坝址的特点,渗流场受结构面、裂隙渗透控制,又有高拱坝自身的特性.本文通过利用防渗灌浆帷幕结构计算、三维渗流场成果分析及工程类比等手段,介绍了在高水头作用下,防止发生渗漏破坏所采取的必要的防渗排水设计.     

高拱坝抗震分析和坝肩动力稳定性研究

“九五”国家科技攻关项目（96－221－03－02）根据高洪坝抗震面临的关键技术问题,结合小湾,溪洛渡等工程对高拱坝抗震进行攻关研究。研究内容包括：拱坝体系作为连续介质的地震反应和坝肩抗震稳定分析方法及其在小湾拱坝工程中的实际应用;拱坝整体和有缝模型的动力试验;拱坝体系在作为离散介质的地震反应和坝肩抗震稳定分析方法,厚淤沙对坝面动压影响,拱坝随机地震动场作用下的反应分析等。     

锦屏一级高拱坝物理模型试验研究

采用地质力学物理模型试验方法,以锦屏一级水电站大坝为对象,研究高拱坝、地基和库水相互作用下大坝和山体发生变形和开裂破坏的全过程,为复杂条件下高拱坝的失效破坏机理和安全度评估的研究提供试验依据。试验结果表明：大坝基础经过处理后,在正常工况下,拱冠梁顶部最大位移为87.0 mm,坝体位移呈线性变化;超载3.5倍设计荷载以前,坝体和坝肩的位移变化比较稳定,断层的相对位移较小;3.5倍设计荷载以后进入塑性状态;超载到5.5倍设计荷载时,坝体上有许多测点的位移变化发生突变,且有裂缝出现;继续增大到7.0倍设计荷载时,坝体、坝肩附近岩体上都出现了较大裂缝,岩体各断层的相对位移较大,但从整体上看,大坝仍具有一定承载能力;7.0倍设计荷载以后,坝肩附近山体位移变化率增大,裂缝进一步发展,断层的相对位移变化率明显增加;当超载到8.0倍设计荷载时,坝体和基础整体破坏较严重。     

小湾高拱坝坝肩（基）动力稳定分析

本文采用刚体弹簧元法，分析了小湾双曲拱坝左右岸５８个可能滑动体在地震作用下的动力稳定系数。结果表明，小湾高拱坝坝肩动力稳定性可以满足设计要求，但应注意加强高高程的抗震措施。     

锦屏一级水电站坝肩边坡及谷幅变形分析

综合考虑岩性介质、结构面分割、所处工程部位等边界因素,对坝肩边坡进行了变形分区并分析了各分区在施工期、蓄水期和运行期的表面变形、深部变形和谷幅变形时空特征.监测成果表明:左、右岸边坡变形主要发生在施工期,蓄水对边坡变形有一定影响;对拱坝运行有影响的区域变形已收敛,边坡处于稳定状态.介绍了具体的研究与分析过程.     

锦屏一级高拱坝整体稳定物理与数值模拟综合分析

高拱坝的整体稳定是工程建设中的关键问题之一,地质力学模型试验和数值计算是研究这一问题的重要方法。通过理论推导建立了基于综合法的大坝稳定安全系数评定关系式。针对锦屏一级高拱坝坝肩地质条件复杂,影响拱坝整体稳定的断层、岩脉、节理裂隙众多,坝高库大和加固难度大,工程安全稳定问题十分突出等特点,采用综合法地质力学模型试验与三维非线性有限元相结合的方法,对加固处理后的锦屏一级高拱坝整体稳定性开展研究。获得了拱坝在正常工况下的工作性态,以及在结构面强度参数降低约30%后坝肩的超载变形失稳过程和最终破坏形态,提出拱坝与地基综合法整体稳定安全度为5.2~6.0(试验值)和5.98(计算值)。通过综合分析模型试验和数值计算的成果,评价了锦屏一级高拱坝工程的安全性和加固效果。研究成果为锦屏一级拱坝工程的安全监测和运行管理提供了科学依据,同时也为其他类似高拱坝工程的稳定分析提供参考。     

锦屏一级水电站拱坝整体稳定性分析和抗裂设计

锦屏一级水电站拱坝坝高305 m,为世界第一高拱坝,由于拱坝坝址区地形地质条件不对称,同时存在大量的缺陷,造成大坝受力条件较为恶劣,可能导致坝体开裂。为此,从拱坝整体受力稳定的角度深入分析了各种可能的开裂因素,并据此提出抗裂设计措施。实践表明:由于充分利用了拱坝的自我调整能力,并综合运用了增强混凝土抗裂性能、优化体型、加强对地形和地质不对称条件的处理、增强河床部分坝体刚度等措施,使坝体抗裂性能有较大提高。     

高拱坝坝基稳定研究

针对高拱坝坝基失稳机理,稳定分析方法,最不利滑型及相应岩石力学参数进行了全面,深入地研究,在此基础上,提出了坝基和坝肩的加固处理原则及优化方案,并采用大规模的渗流场分析及地质力学模型试验分析,验证了理论研究成果及加固处理措施的合理性和有效性。     

锦屏一级特高拱坝工作性态仿真与反演分析

锦屏一级拱坝坝高305 m,运用有限元仿真分析方法模拟了锦屏一级特高拱坝自第一仓混凝土浇筑至蓄水运行全过程,基于监测资料对后期发热温升、坝体与基础弹性模量等主要热力学参数进行了反演分析,并对下一阶段蓄水的工作性态进行了预测。计算结果表明,锦屏一级拱坝后期发热温升约为5~6℃,短期蓄水过程中混凝土和地基弹性模量约为设计初始值的1.65倍左右。在水位上升至1 880 m时,径向最大变形出现在1 730.0 m高程的PL13-4监测点。预测值与监测值吻合较好,证明仿真分析成果能基本反映大坝实际工作性态,分析结果也为其他特高拱坝的设计提供了参考。     

锦屏一级水电站拱坝施工进度仿真分析 与方案比选

针对锦屏一级水电站拱坝坝体混凝土施工,系统分析了混凝土浇筑缆机数量、浇筑层升层高度和层间间隔时间与施工进度之间的关系,仿真分析了坝体施工进度、混凝土浇筑强度、机械设备效率等工程控制性参数,对大坝混凝土施工方案进行了比选,合理安排了坝块浇筑顺序,以便实现工程的计划工期。     

高碾压混凝土拱坝中的构造缝问题研究

为了控制施工期温降引起的坝体裂缝，国内外已建成的几座碾压混凝土拱坝普遍设置了诱导缝。我国在国家“八五”科技攻关过程中深入研究了诱导缝的作用和合理布置问题，提出了诱导缝等效强度计算模型和断裂判别式以及有效作用范围估计方法，为诱导缝设计提供了理论依据，并对高碾压混凝土拱坝设置少量横缝的作用和适用条件提出了依据。     

拱坝坝肩稳定的随机分析

以有限元法为基础,利用子结构法分析拱坝坝体和岩体的相互作用问题.利用Bayes法对错动带的力学随机参数进行了估计,将裂隙岩体材料参数看作是空间随机场,引入区域化变量以反映其在空间上的随机性和相关性,用变异函数反映了岩石力学参数区域化特征,用克里格方程对各单元材料参数进行了估计.据此,可充分利用地质资料,人为判断最大可能滑动的部分结构面,对不易判断的滑动面,利用破坏追踪搜索获得.该方法可充分考虑各种不确定性以及各种破坏失稳模式的相关性,利用可靠度理论对坝肩的稳定性进行评价.应用该方法对某高拱坝的拱肩稳定进行分析,结果表明,本文提出的计算方法简单,计算结果合理可靠.     

基于非线性有限元法的高拱坝坝肩岩体抗滑稳定分析

高拱坝的安全性在很大程度上依赖于坝肩岩体的稳定性,目前在设计中,高拱坝坝肩岩体稳定性分析方法主要是刚体极限平衡法,但该法不能考虑岩体的应力-应变关系,不能很好地反映坝肩岩体的破坏机理以及拱坝与坝肩岩体的相互作用效应。本文从摩擦理论和矢量几何出发,导出了三维可能滑体的抗滑稳定安全系数计算公式,并通过等参逆变换的方法,将非线性有限元法的计算成果纳入到所建立的公式中,形成了“基于非线性有限元的高拱坝坝肩岩体抗滑稳定分析方法“。具体工程的应用成果表明,所给出的基于非线性有限元的坝肩岩体抗滑稳定分析方法充分反映大坝与坝基岩体的共同作用效应,是进行高拱坝坝肩岩体稳定性分析的一种有效方法。