高拱坝坝肩岩体动力稳定性分析综述

高拱坝坝肩岩体动力稳定性分析是高拱坝抗震研究的主要内容之一.从高拱坝的抗震设防标准及动力稳定安全判定准则、坝肩岩体的结构和动力特性、坝肩岩体动力稳定性分析的刚体极限平衡法、离散元法、刚体弹簧元法、拉格朗日不连续变形分析方法、数值流形方法等方面对高拱坝建设实践的需要,应对高拱坝坝基岩体动力稳定性分析的理论和方法进行更深入的研究。     

冰冻帷幕对高拱坝工作性态的影响

采用三维有限单元法对奥地利Ｋｏｌｎｂｒｅｉｎ拱坝用冰冻法处理坝踵开裂区及防渗帷幕后再蓄水时的工作性态进行了研究．研究认为，当坝体及地基为线弹性材料，计及库水压力、拱坝自重和冰冻温度荷载．得出了人工冻结是该坝处理后再次蓄水时坝踵又发生新开裂的诱导因素的结论     

有限单元法在高拱坝坝肩动力稳定分析中的应用

利用有限元法及三维实体任意截面数据处理技术,建立了高拱坝坝肩稳定安全系数计算分析方法,并编制了相应的计算和处理程序。通过对某高拱坝动力稳定性的分析计算,给出了拱坝坝肩在3个典型高程分别沿两滑移面交线方向、侧滑面及底滑面滑动的最小安全系数。     

谷幅收缩对高拱坝变形及应力状态的影响分析

溪洛渡拱坝蓄水初期出现了较为明显的谷幅收缩现象,且量值远超同类工程,有必要开展谷幅收缩变形对拱坝变形及应力状态的影响研究。针对坝体已经历的三次完整蓄水-消落过程,对各条测线谷幅变形进行函数拟合,在此基础上,计算了各个蓄水-消落周期下,正常蓄水、死水位工况下坝体变位和坝体应力,对比分析了考虑谷幅收缩变形对大坝位移、应力及分布规律的影响。结果表明,正常蓄水工况下,在变形方面,一定幅度的谷幅变形引起坝体向上游变形趋势,可以部分抵消水沙压力造成的坝体向下游变形作用,使大坝变形减小;在应力方面,一定幅度的谷幅收缩会大大降低上游坝面坝踵拉应力和下游面坝体压应力,改善大坝受力状态。死水位时,随着谷幅收缩的加大,上游面主压应力持续增加,下游坝面主压应力先减小后增大,并在下游面将产生一定拉应力。研究表明,当前谷幅变形作用下,大坝具有较大的安全裕度。在预测极限谷幅状态下(VDL04测线谷幅收缩70.04 mm),溪洛渡高拱坝应力应变处于安全状态。     

我国加强高拱坝关键理论和技术的研究

我国水力资源十分丰富，理论蕴藏量6．8亿千瓦，其中可开发蕴藏量3．7亿千瓦，居世界首位。但是现在开发利用的只有10％左右，近期规划集中开发的12个水电基地，大多位于西南、西北地区大江大河多地震灾害的中上游河段。在西南水电能源基地规划中，有一系列300米级的高拱坝，如澜沧江的小湾水电站，     

溪洛渡高拱坝河床坝基岩体工程地质条件与建基面选择研究

溪洛渡拱坝属于超级高拱坝,如果按规范的要求将基础开挖至微风化-新鲜岩体,则坝基的开挖工作量将十分巨大,在经济上很不合理.本文对溪洛渡高拱坝河床坝基建基面选择以宏观的工程地质条件判断为基础,以综合的坝基岩体质量分级为依据,通过对三个不同高程方案的地层岩性、地质构造、风化卸荷、地应力、岩体透水性和岩体质量分级等进行综合比较后,认为332 m高程方案岩体工程地质条件优于338、325 m方案.结合对工程量、工程投资的综合研究,溪洛渡高拱坝选择332 m高程作为水工设计的河床建基面高程.     

基于降强法的拱坝坝肩动力稳定分析研究

拱坝坝肩动力抗滑稳定分析,关系到拱坝建设是否安全可靠及经济合理,具有重大的意义.结合工程实例,以有限元理论为基础,利用拱坝抗震研究的静动组合算法,首先在静力工况下求解出坝体作用于坝肩滑体的作用力,在此基础上,保持与静力工况同样的材料折减系数,施加由反应谱法得到的地震荷载,进行降强稳定计算,得出动力安全系数,为工程建设提供了设计依据.     

基于有限元和突变理论的高拱坝坝体稳定研究

建立了高薄拱坝坝身稳定分析的系列概化模型,采用通用有限元软件ANSYS的屈曲分析功能,计算其稳定超载系数并用突变理论分析了高薄拱坝的稳定问题,分析表明,其稳定性判别结果与有限元稳定计算结果相吻合.     

基于FLAC3D的万家口子高拱坝整体稳定安全度研究

采用三维快速拉格朗日法软件FLAC3D对万家口子高碾压混凝土拱坝坝基加固处理方案进行坝体-坝基变形、应力分析.采用超载法研究大坝及坝基的渐进破坏过程和可能的失稳模式.研究结果表明坝体-坝基变形、应力满足规范要求,系统整体安全度为4.0,基本满足设计要求.极限承载力由坝踵处的Ⅳ类岩体、左岸坝肩不整合面和节理群的强度共同控制.     

二维浅水水流的一种新型三角形网格FVM计算格式

将三角形网格良好的边界拟合性能与有限体积法守恒性质好、求解速度快的优点相结合，构造了适用于三角形网格的有限体积计算模式，模式以交替方向隐式(ADI)求解．采用长江三峡工程河段水流资料对模型进行验证计算，将实测值与计算值作了对比，结果令人满意．     

拱坝开裂约束下体形优化设计研究

建立开裂约束下拱坝体形优化设计模型,在5种工况下采用改进的复合形法对拱坝体形进行常规优化设计,然后采用三维非线性有限单元法,研究不同工矿下拱坝的开裂位置和深度,以探讨拱坝开裂对其他工矿下坝体应力状态的影响.实例计算得出了比较合理的拱坝优化体形.     

不同库水模型对高拱坝动力特性的影响

给出了3种模型及不同情况下高拱坝动力特性的数值求解方案,并结合实际工程分析了不同库水模型对高拱坝动力特性所产生的影响.计算和分析结果表明:不同库水模型对坝体的自振频率、振型参与系数和振型等动力特性的影响程度相差较大;可压缩库水模型最能真实地反映库水的特性和库水对坝体动力特性的影响,可采用可压缩库水模型来求解高拱坝的动力特性.     

高拱坝失效故障树模型与失效概率

研究高拱坝洪水、地震、山体滑坡等外载荷,坝身混凝土、坝基岩石材料强度弱化等的随机性,以及评价准则的模糊性;分析了高拱坝分别基于强度理论和稳定理论确定性评价方法的不足,提出应该利用模糊数学方法解决具有随机性、模糊性的高拱坝安全评价问题;建立了基于结构可靠度理论的高拱坝失效概率故障树模型并给出了具体算例.     

强震区高拱坝横缝配筋抗震措施

为了增强拱坝在强地震作用下的整体性,可采取横缝配筋抗震措施,但这方面的研究还很不完善。该文基于钢筋与周围混凝土的粘结滑移特性,提出了考虑钢筋滑移的拱坝横缝配筋动力非线性分析模型,并加入到程序ADAP-88中。作为工程应用,对292m高的小湾拱坝的横缝配筋问题进行了详细研究,结果表明,在合理配筋时,横缝开度减小,拱向作用增强;钢筋不屈服,钢筋滑移不大;钢筋最大粘结长度约为25倍钢筋直径。因此,为了节约钢筋,拱坝横缝配筋可以考虑按插筋方案布置。     

碾压混凝土拱坝诱导缝断裂特性研究

通过数值计算分析了诱导缝的断裂特性;以实际工程为例,用断裂力学方法模拟了诱导缝的开裂过程,并对诱导缝的作用进行了探讨.结果表明:诱导缝开裂特性与诱导缝的位置、形式、两侧约束距离及相邻缝端的影响等因素有关;在诱导缝的开裂过程中,坝体应力有所降低,特别是诱导缝完全开裂时,应力下降非常明显;诱导缝设置可以首次开裂条件作为判别依据;为减少施工工序、提高施工效率,可在保证始终满足诱导缝开裂判别式的前提下适当加大中部诱导板的缝间距.     

横缝间隙对拱坝应力状态的影响分析

考虑拱坝分期施工过程,采用常刚度加速迭代算法研究了横缝间隙对小湾拱坝应力状态的影响．对灌浆后横缝没有间隙和存在0．5mm的间隙两种情况进行的对比计算和分析结果表明,横缝间隙的存在对坝体应力分布规律的影响不大,但对应力的大小有较大影响,即坝体上游面拉应力大小和拱冠梁底部拉应力范围均有明显增大．     

高拱坝上游坝踵裂缝稳定性及其扩展

以一个双曲拱坝为实例 ,用三维断裂分析边界元法和最小应变能密度因子理论研究了高拱坝上游坝踵裂缝稳定性及扩展的情况。结果表明 :缝的稳定性与初始裂缝的出现高程有关 ;水力劈裂是造成初始裂缝扩展的主要原因 ;地基刚度将影响对裂缝稳定性的判断 ;当裂缝达到一定深度后 ,裂缝将显著削弱拱坝的受力截面。验证了在基本荷载组合下 ,拱坝坝踵裂缝的稳定性 ,并计算了在极端不利条件下 ,拱坝坝踵裂缝可能扩展的轨迹