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高混凝土重力坝坝踵开裂对坝体静力学性能影响研究

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水力发电 2009年第4期35卷 84-87页

作者：李宗利刘霞周宁娜西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 浙江中维建筑设计有限公司浙江温州325000

混凝土重力坝坝踵开裂是重力坝常见的现象,由于高坝缝内存在较高的扬压力,水压的劈裂作用会严重影响坝体的安全性。基于大型有限元分析软件,建立重力坝非线性数值分析模型,人为地在坝踵沿建基面方向设置不同深度的裂缝,分析不同裂缝深... 详细信息

混凝土重力坝坝踵开裂是重力坝常见的现象,由于高坝缝内存在较高的扬压力,水压的劈裂作用会严重影响坝体的安全性。基于大型有限元分析软件,建立重力坝非线性数值分析模型,人为地在坝踵沿建基面方向设置不同深度的裂缝,分析不同裂缝深度对高坝静力学性能的影响规律,以及缝内高水压的水力劈裂效应。研究结果表明,若裂缝深度较小,对满足设计规范无拉应力准则的坝来说,裂缝的存在对坝体位移、塑性区的影响较小,应力影响具有局部特性,但是对坝体的抗滑安全性影响较大;高压水力的劈裂作用明显,在水力劈裂作用下已有的裂缝将较无水压作用时伸展更深,对坝体的安全性影响较大。

关键词：坝踵开裂静力特性数值模拟水力劈裂高混凝土重力坝

安哥拉KK水电站高混凝土重力坝坝基综合勘察技术及建基岩体选择

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水利建设与管理 2022年第8期42卷 39-50,31页

作者：李辰舟苏传洋刘凯长江岩土工程有限公司湖北武汉430010

本文以安哥拉KK水电站为例,通过在坝址区开展工程地质测绘、物探、勘探、试验测试等综合勘察,对坝基地质条件进行复核评价,新发现主坝区顺河流右岸及河床发育的碎裂岩带,并查明碎裂岩带及带内fb1、fb2断层的产状、规模及性状;同时结合... 详细信息

本文以安哥拉KK水电站为例,通过在坝址区开展工程地质测绘、物探、勘探、试验测试等综合勘察,对坝基地质条件进行复核评价,新发现主坝区顺河流右岸及河床发育的碎裂岩带,并查明碎裂岩带及带内fb1、fb2断层的产状、规模及性状;同时结合综合勘察技术成果,分析碎裂岩及片麻岩各风化带岩体性质,根据岩体性质将坝基岩体共分为六个带,对每个带(亚带)进行RMR评分,提出各带力学性质参数;根据带内岩体性状及力学性质的不同,对不同坝高对应的建基岩体进行选择,减少坝基开挖,提供安全经济的工程设计。此研究成果可供类似工程参考。

关键词：高混凝土重力坝综合勘察技术工程地质分带建基岩体

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高混凝土重力坝水力劈裂试验和模拟研究

高混凝土重力坝水力劈裂试验和模拟研究

作者：陈可郑州大学

学位级别：硕士

对于高混凝土重力坝而言,裂缝出现的部位往往是在坝的最底部,也就是坝踵部分,这些裂缝往往会承受高水压作用,在裂缝长度足够长的前提下,这些裂缝可能会造成渗漏现象,严重的话,会影响大坝的正常运行,对人民的经济财产安全甚至是生命安全... 详细信息

对于高混凝土重力坝而言,裂缝出现的部位往往是在坝的最底部,也就是坝踵部分,这些裂缝往往会承受高水压作用,在裂缝长度足够长的前提下,这些裂缝可能会造成渗漏现象,严重的话,会影响大坝的正常运行,对人民的经济财产安全甚至是生命安全都会产生不利影响。因此,考虑到高混凝土重力坝常年在恒定的高水头压力的影响下工作,研究高混凝土重力坝上游坝面坝踵位置的裂缝,为大坝建设提供意见、对大坝的安全性进行评估和加强大坝的运行管理都具有十分重要的意义。本文拟通过试验研究和扩展有限元模拟研究二者相结合的方式,对高混凝土重力坝坝踵位置的裂缝进行水力劈裂分析,主要研究内容如下:（1）采用内置钱币型裂缝的方法,模拟大坝裂缝。考虑碾压混凝土施工浇筑层面问题,浇筑层面间隔时间设置为5个小时,对层面进行处理和不处理的两种方式,结果表明:混凝土的强度对水力劈裂影响显著,不设置施工层面和设置施工层面以及施工层面是否被处理,均会有不同程度的影响到混凝土的强度和水力劈裂强度,但在本文间隔时间5个小时的前提下,这种影响效果可忽略。（2）就混凝土坝水力劈裂而言,影响混凝土水力劈裂强度的最主要原因是混凝土自身的强度。当混凝土强度较高时,和低强度的混凝土进行比较,劈裂水压自然会较大,混凝土抵抗水力劈裂的能力也随着强度的提高而增强。混凝土抗压强度为17.3MPa时,劈裂水压为1.7MPa;混凝土抗压强度为24.5MPa时,劈裂水压为2.5MPa;混凝土抗压强度为33.1MPa时,劈裂水压为3.4MPa。（3）基于ABAQUS建立的粘结裂缝单元模型,再结合混凝土损伤,混凝土的本构关系和混凝土的渗流-应力耦合模型,建立带有渗流功能的混凝土水力劈裂分析模型。在对混凝土水力劈裂试件进行建模分析时,可以发现,当裂缝宽度发生突变时,此时的裂缝在Z方向上的正应力,即S33=3.4MPa,和试验所得的劈裂水压一致。（4）将建立的混凝土水力劈裂分析模型应用在实体高混凝土重力坝上,验证得出该坝不会出现水力劈裂现象的结论。在人工设置两条长度不等的裂缝后,考虑最不利的水压力情况,默认坝体和坝基的用材相同,随着裂缝长度的增加,裂缝逐渐向坝基处扩展,并且扩展的程度随着裂缝长度的增加而增加。

关键词：高混凝土重力坝水力劈裂粘结裂缝单元数值计算扩展有限元

高混凝土重力坝坝基复杂岩体抗滑稳定边界的确定及参数评价 ——以向家坝水电站为例

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高混凝土重力坝坝基复杂岩体抗滑稳定边界的确定及参数评价 ——...

作者：杜怡韩成都理工大学

学位级别：硕士

坝基抗滑稳定是高混凝土重力坝主要的工程地质问题，而抗滑稳定边界的确定及其强度参数评价是抗滑稳定性分析的基本要素。建设中的金沙江向家坝水电站坝址河流相沉积地层，其中软弱夹层形成、分布极其复杂，很具代表性，本论文以向家坝... 详细信息

坝基抗滑稳定是高混凝土重力坝主要的工程地质问题，而抗滑稳定边界的确定及其强度参数评价是抗滑稳定性分析的基本要素。建设中的金沙江向家坝水电站坝址河流相沉积地层，其中软弱夹层形成、分布极其复杂，很具代表性，本论文以向家坝水电站为背景，着重研究抗滑稳定边界条件的确定及其强度参数两部分内容。论文阐述了如何利用勘探资料建立坝址主要软弱夹层空间展布三维模型，并对其反复校核修正，验证其可信度后，纳入地形及坝体三维结构模型，形成坝址工程地质暨大坝结构三维模型，抗滑稳定性分析可利用模型得到任意方向任意位置的抗滑稳定边界条件;同时对坝基抗滑边界——软弱夹层的大量物理力学试验资料进行分析整理，归纳总结试验成果，参照规范，结合其赋存环境，对软弱夹层强度参数进行综合评价。最后剖切多个剖面，得到不同坝段抗滑边界，并进行了主要坝段坝基岩体的稳定性计算。

关键词：高混凝土重力坝软弱夹层抗滑稳定边界条件三维模型强度参数

高混凝土重力坝坝基岩体变形模量回复力学研究模型构建

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国土资源科技管理 2020年第2期37卷 69-76页

作者：廖彬韩素月成都理工大学环境与土木工程学院四川成都610059 四川省投资集团有限责任公司四川成都610016 成都理工大学管理科学学院四川成都610059

由于大型水电站所在的高山峡谷区的外部环境限制,导致在开挖坝基岩体地应力释放、降低,岩体变形模量降低等问题,成为重力坝修建中影响坝基岩体变形、稳定的重大工程问题或工程地质问题。因此,以西南某水电站为例,对其坝基大规模开挖、... 详细信息

由于大型水电站所在的高山峡谷区的外部环境限制,导致在开挖坝基岩体地应力释放、降低,岩体变形模量降低等问题,成为重力坝修建中影响坝基岩体变形、稳定的重大工程问题或工程地质问题。因此,以西南某水电站为例,对其坝基大规模开挖、减载所引起的模量的变化,以及高混凝土重力坝较大荷重、较高压应力下对开挖坝基松弛岩体的压密、变形模量的回复进行研究并构建相关模型,获得了坝基岩体在较高压应力下变形模量的回复。对今后高重力坝坝基岩体模量的分析和减少大量的固结灌浆工程量有重要的理论意义及经济价值。

关键词：高混凝土重力坝变形模量岩体结构回复

基于ANSYS的高混凝土重力坝有限元静动力分析

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基于ANSYS的高混凝土重力坝有限元静动力分析

作者：薛松华北水利水电大学

学位级别：硕士

随着我国水利资源的进一步开发,许多高坝设计和建造在水能充沛的西南和西北地区。这些地区处于喜马拉雅地震带,受到两大地质板块挤压而地势复杂,地震多发,易遭到地震等地质灾害的影响,从而使这些区域所建设的高坝大坝安全受到威胁,重要... 详细信息

随着我国水利资源的进一步开发,许多高坝设计和建造在水能充沛的西南和西北地区。这些地区处于喜马拉雅地震带,受到两大地质板块挤压而地势复杂,地震多发,易遭到地震等地质灾害的影响,从而使这些区域所建设的高坝大坝安全受到威胁,重要建筑水利工程的抗震分析显得尤为重要。针对常规抗震分析中,所忽视的坝体下游地基高度改变所引起的问题,本文采用ANSYS附加质量法和流固耦合法进行模拟对比,为地质条件较复杂地区高重力坝抗震提供参考。主要对比研究如下:(1)下游地基高度改变对坝体力学性能的影响:本文模型选取黄登水电站相邻的12#、13#重力坝段进行模拟分析,两坝段模型仅下游地基高程不同。本文对建立的模型进行了四个静力工况下应力应变响应分析及地震荷载下的时程动力响应分析,从而研究了下游地基高度改变对坝体应力、变形分布规律的影响。(2)流固耦合法模型与传统附加质量法模型的对比:针对混凝土重力坝抗震分析中动水压力施加方法的不同,本文分别采用附加质量法与流固耦合法对高重力坝段进行建模分析。主要包括两种方法所建立模型的模态振型、应力应变响应及分布规律的有限元分析与对比。本文主要研究了高混凝土重力坝在各种静、动力荷载作用下的应力与应变分布规律,针对常规抗震分析中所忽视的坝体下游地基高度改变所引起的坝体地震响应改变的问题,文章分别采用附加质量法和流固耦合法进行了有限元分析。结果表明,下游地基高程改变所引起的坝体力学性能改变不能忽视,采用流固耦合法分析更加合理。本文所得出坝体的应力应变规律与以往学者实验吻合良好,对地势条件复杂地区的高重力坝抗震设计具有一定的参考价值。

关键词：高混凝土重力坝附加质量流固耦合下游地基抗震分析

含深厚夹泥地基的高混凝土重力坝岸坡坝段侧向稳定三维效应分析及处理措施

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低碳世界 2017年第2期7卷 119-121页

作者：张连明刘侠周青中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都610072

本文依托雅砻江官地水电站左岸8~#挡水坝段,研究在不挖除深厚夹泥地基条件下满足高混凝土重力坝的侧向稳定问题,分别采用二维及三维刚体极限平衡法对含深厚夹泥地基的岸坡坝段的侧向稳定分析计算,并对坝段并缝或设置抗剪洞等不同的处理... 详细信息

本文依托雅砻江官地水电站左岸8~#挡水坝段,研究在不挖除深厚夹泥地基条件下满足高混凝土重力坝的侧向稳定问题,分别采用二维及三维刚体极限平衡法对含深厚夹泥地基的岸坡坝段的侧向稳定分析计算,并对坝段并缝或设置抗剪洞等不同的处理措施进行评价分析,对类似地基的重力坝基础处理提供了参考经验。

关键词：建基面夹泥高混凝土重力坝侧向稳定并缝抗剪洞

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复杂场地高混凝土重力坝抗滑稳定系统研究

岩石力学与工程学报 2004年第5期23卷 883-883页

作者：金仁祥浙江大学土木工程学系杭州320027

复杂场地条件下高混凝土重力坝坝工建设是一个复杂的系统工程,对其进行评价、研究也应系统化。但事实上,这方面的工作尚显不足,其一,由于开展坝址区工程地质条件研究的地质工程师,与上部结构——重力坝设计的水工结构工程师之间的衔接问... 详细信息

复杂场地条件下高混凝土重力坝坝工建设是一个复杂的系统工程,对其进行评价、研究也应系统化。但事实上,这方面的工作尚显不足,其一,由于开展坝址区工程地质条件研究的地质工程师,与上部结构——重力坝设计的水工结构工程师之间的衔接问题,没有很好地解决。地质工程师在大量的地质勘探、试验以及地质分析基础上,提供结构工程师以“合适”的地质参数;而结构工程师则依据“合适”的地质参数、结合有关规范、工程经验开展坝工设计。显然,它们之间的衔接如何,不仅关系到坝工建设的经济合理,而且还关系到安全可靠;其二,对复杂场地高混凝土重力坝抗滑稳定的研究仍处于零散的、仅针对坝址区主要工程地质问题开展的具体研究,没有将其提升到一个系统高度。本文针对上述问题,并以此为论文的突破口和切入点,较系统和明确提出了“复杂场地高混凝土重力坝抗滑稳定系统研究”以及研究这一问题的基本原理和方法体系。论文以金沙江向家坝水电站重力坝为工程实例,以坝址区复杂工程地质条件研究为基础,以地质力学模型为纽带,以地质分析方法、规范方法、数值模拟技术为手段,对高混凝土重力坝稳定问题开展了较为系统的研究。本项研究成果可直接作为向家坝水电站相关分析的参考,具有重要的现实工程意义;同时,又不失一般性,对?

关键词：高混凝土重力坝抗滑稳定系统坝址工程地质水工结构

满足相似条件的混凝土重力坝振动台试验方法研究

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水力发电学报 2017年第10期36卷 19-26页

作者：朱彤王忠阳周晶大连理工大学海岸及近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

本文以某拟定高混凝土重力坝工程挡水坝段为研究对象,进行了坝体库水压力模拟的大型振动台动力模型试验。为解决坝体动力模型破坏试验中,库水材料只能选择液体水导致坝体模型材料密度比尺难以改变的限制,通过弹簧系统及附加质量模拟坝... 详细信息

本文以某拟定高混凝土重力坝工程挡水坝段为研究对象,进行了坝体库水压力模拟的大型振动台动力模型试验。为解决坝体动力模型破坏试验中,库水材料只能选择液体水导致坝体模型材料密度比尺难以改变的限制,通过弹簧系统及附加质量模拟坝体的库水压力,满足坝体模型材料密度比尺变化的要求,从而使模型试验效果更佳。通过多组坝段模型的试验对比研究发现:本模拟方法可以有效模拟库水压力,可满足密度比尺的限制,方便可调;在模拟地震响应中,满库与空库坝段的动力特性有着明显不同;空库坝段与满库坝段模型的破坏特征也有明显区别。

关键词：高混凝土重力坝相似理论动静水压力模拟动水压力动力模型试验动力特性