深厚覆盖层350m级心墙堆石坝动强度计算分析

以建立在深厚覆盖层上350 m级心墙堆石坝工程实例为据,探讨了该类位于强震区域和深厚覆盖层上的超高心墙堆石坝中敏感性材料（心墙料、反滤料和砂层）的动强度稳定性.计算过程中,首先采用三维建模软件依据坝体结构特点建立了三维有限元计算分析模型,进而利用可模拟坝体填筑、蓄水过程的邓肯E-B模型对坝体进行三维有限元静力分析,得到各土体单元的剪应力比和固结比,最后在静力分析结果的基础上,采用等效粘弹性模型确定坝体在极限地震荷载的动力响应,依据Seed提出的动强度判别标准对坝体内心墙料,上游反滤料及坝基砂进行动强度验算.计算结果表明,在极限地震荷载作用下,坝基砂不发生液化,而心墙料、反滤料动强度安全系数将不满足规范要求,须采取必要的抗震措施进行加固.     

临沂某水库土坝地震反应分析

临沂某水库是一座病险水库,为确保大坝安全和水库的正常运行,需对大坝进行除险加固.文章利用非线性动力有限元法,对大坝及坝基的抗液化安全性能进行了分析,得出了可能发生液化的部位;在此基础上,提出了相应的加固措施以确保大坝在地震作用下的稳定,结果可为设计提供参考依据.     

沥青混凝土心墙坝三维有限元静动力分析

针对沥青混凝土心墙均质坝,运用非线性三维有限元法进行静动力分析.对大坝填筑与蓄水阶段分别进行模拟,并计算了沥青混凝土心墙坝动力响应,分析了坝高、动剪切模量、地震峰值加速度及地震波对心墙最大动剪应变的影响,总结了心墙应力与变形、动剪应变分布规律.结果表明:静力状态下,尤其是满蓄期,应重点关注心墙坝肩处、顶部和底部区域,且高心墙处于更不利的应力与变形状态.地震作用下,动剪应变最大值发生在河谷中央心墙顶部区域,但动剪应变幅值较小,一般不超过0.5%.     

不同库区水位下坝基地震液化的有效应力分析

采用基于有效应力的完全耦合动力分析方法和Cyclic mobility动力本构模型,以某水库大坝作为工程实例进行分析,讨论在设计水位和死水位情况下坝基的地震液化可能性.计算结果表明,Cyclic mobility本构模型可以很好地模拟饱和砂土的液化.通过分析可以得出如下结论:在死水位情况下坝基的液化区域较设计水位情况下减少,但由液化所引起的上游变形明显增大,因此设计时需要对此引起注意.     

深厚覆盖层上高土石坝的动力反应特性研究

以相同尺度和相同材料的建造在深厚覆盖层上直心墙土石坝和直接建设在基岩上的直心墙土石坝为例，采用二维动力有限元程序对比和分析了强震区两种高土石坝的静应力分布和动力反应的差异。计算结果表明，设计深厚覆盖层上直心墙土石坝时，大坝自身的动力稳定设计标准可直接采用建设在基岩上的直心墙土石坝的设计标准，而静力稳定问题应加强大坝坝脚以及心墙两个底角部的防护。     

崆峒水库枢纽大坝坝基渗漏处理设计

崆峒水库枢纽工程建成运行已近四十年,现状大坝主要存在坝肩绕坝渗漏及坝基接触渗漏等主要问题。为消除坝基渗透安全隐患目的,通过对渗漏成因的分析,设计采取大坝坝体、坝基岩体及砂砾石层内通过约70.0m深孔固结灌浆形成连续帷幕防渗墙,封闭心墙底部与坝基岩体之间的渗漏通道,延长渗径,降低接触渗透比降的技术方案进行处理。经灌浆效果的综合全面分析评价,灌浆效果显著,取得良好效果。坝基接触渗漏深孔固结灌浆处理设计与施工实践,为解决类似大坝坝基接触渗漏提供了有益经验,可对类似大坝除险加固提高良好参考借鉴。     

高土石坝Hardfill新型抗震加固措施

针对现有土石坝坝顶抗震加固措施存在的一些问题,提出一种利用Hardfill材料对高土石坝进行抗震加固的新措施,并采用极限平衡法和动力有限元时程法,对这种抗震加固措施在高土石坝抗震工程中应用的效果与可行性进行研究。分析该措施对坝体抗滑稳定性、永久变形与材料动强度安全性的改善效果;通过分析大坝的加速度、应力和变形状况,研究Hardfill加固措施是否对大坝存在不利影响。结果表明:Hardfill抗震加固措施对增强坝体的整体稳定性、抑制坝体永久变形有较明显的效果,提高了反滤料和心墙料的动强度安全系数,不会对大坝的运行带来不利影响。     

某核电站渠道边坡抗震稳定性研究

对拟建的某核电站引水渠道进行了地震反应分析以验算其液化的可能性与岸坡的稳定性,提出了在动力分析中考虑动水压力对岸坡作用的简便计算方法.另外,还编写了根据有限元分析算出的每一单元静、动应力用PC-1500机验算土坡稳定性的程序.液化可能性分析的结果,为兴建核电站的可行性提供了论据,其结果与现场标准贯入试验基本一致.     

基于P2PSand模型的水库土石坝坝基地震液化影响分析

为了解决水库土石坝坝基地震液化导致严重坝体变形和边坡失稳等灾害,从而对水库土石坝长效安全运行造成严重威胁的问题,以某水库土石坝为例,利用有限差分软件FLAC3D 7.0及其内置P2PSand模型(practical two-surface plastic sand model),对存在地震液化地基的水库土石坝进行地震动力响应分析。结果表明：地震强度与相对密实度对水库土石坝坝基地震液化趋势影响较大,超孔压比随着地震过程的进行而逐渐增大,增大幅度约为10.46%;随着坝基地震液化程度的提高,坝体变形更明显,并且坝基边坡稳定性劣化。     

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.     

黄壁庄水库副坝防渗墙除险加固后的安全分析

黄壁庄水库副坝坝基透水性强，渗漏严重．针对加固后副坝以及防渗墙的应力应变进行了分析研究．结果表明副坝坝体与防渗墙墙体的应力应变和应力水平均在允许范围之内，坝体与墙体是安全稳定的，设计所采用的垂直防渗方案是合理可行的．     

饱和砂土地基地震液化深度的试验研究

为探究地下工程场地深层饱和砂土的抗液化强度特征和液化深度,通过动三轴液化试验,选取汉口某轨道交通工程场地埋深超过20 m的饱和砂土为研究对象,分析了深层饱和砂土试样液化特性,获取了试样抗液化强度曲线。分别利用动三轴液化试验和标贯试验击数为指标的液化判别方法,比较分析了深层饱和砂土的地震液化可能性。结果显示本地区饱和砂土地基液化深度在地震烈度Ⅶ度、Ⅷ度时超过20 m。研究成果可为本地区工程实践抗液化处理深度提供参考。     

河谷型风电场振冲碎石桩处理效果试验研究

针对河谷型风电工程地基承载力不足、砂土液化及沉降变形等不良条件,进行了振冲碎石桩的现场施工。通过标贯试验检查砂土液化消除,利用重型动力触探试验和静载试验对成桩质量和复合地基土的承载力特征值进行检测分析,最后通过分析沉降观测数据以及压缩模量分析检验地基变形改善情况。结果显示振冲碎石桩对地基承载力提高效果明显,消除地基砂土液化,并加速地基沉降变形到位,使得复合地基承载力在处理后达到设计要求,满足施工需要,可为今后类似工程提供参考。     

砂土液化特性MTS动三轴试验研究

基于MTS动三轴试验,研究了砂土液化过程中振动孔压的发展规律,获得了偏压固结条件下振动孔压计算模式.结合应力-应变滞回环,将液化过程划分为4个阶段,并对各阶段的轴向应变发展特点进行了分析.通过研究液化过程中动模量的衰减特性,得到了动弹性模量和动剪切模量随应变发展的衰减特性曲线,并研究了砂土的抗液化强度.     

强震作用下液化场地桩-土非线性动力相互作用特性

为研究强震作用下液化场地桩-土非线性动力相互作用特性,依托海文大桥实体工程,利用Midas/GTS有限元软件,建立了桩-土相互作用模型,分析了地震动峰值为0.35g时4种类型地震波作用下桩身加速度、桩身位移、桩身弯矩及剪力等动力响应,并根据计算结果对桩基在强震作用下的安全进行了评价.结果表明:在0～10 m的可液化粉细砂层,桩身加速度峰值迅速增加,并在桩顶处达到最大,桩顶加速度出现峰值的时刻与桩底相比均呈现滞后现象,最大滞后时间为2.14 s;不同类型地震波作用下,在可液化的粉细砂层,Kobe波产生的桩顶位移最大,El-Centro波次之,5010波产生的桩顶位移最小;桩身弯矩峰值均出现在液化层和非液化层分界处,桩身剪力峰值均出现在地下0～10 m的可液化土层之间,Kobe波作用时,桩身弯矩和剪力峰值均最大,El-Centro波次之,5010波最小;地震动强度为0.35g,5010、5002、El-Centro地震波作用时,桩身弯矩及剪力峰值均未超过桩身截面抗弯和抗剪承载力,Kobe地震波作用时,桩身弯矩峰值小于桩身截面抗弯承载力,而桩身剪力峰值超出桩身截面抗剪承载力的68.6％,桩基础桩身强度不满足抗震要求,建议增加桩基础纵向配筋.     

榆林李家梁水库砂坝渗流安全及成因分析

榆林市李家梁水库砂坝自工程蓄水以来存在严重的渗漏安全隐患,为保障工程安全运行,通过水库历史资料数据分析和二维有限元渗流场计算,对该水库砂坝渗流安全及成因进行了深入的分析。结果表明:目前条件下大坝坝体防渗系统虽然满足运行要求,但左岸地下水位高,绕渗情况较严重。大坝左坝肩及坝基多个深度范围内存在中砂夹层以及水坠砂坝施工充填过程中导致坝体颗粒分布不均是造成坝后渗漏的主要原因。根据有限元渗流场计算结果,获得不同部位最大渗透坡降,各计算工况下排水渠底部渗透坡降在0.189～0.241,大于坝基土允许渗透坡降0.125,在库水位升高后,将使下游挟砂渗漏加剧,导致坝体破坏。因此,大坝除险加固需根据计算结果延长渗径,降低下游渗透坡降,保障大坝安全运行。     

初始孔隙比对饱和砂土动力特性影响研究

通过对汶川细砂在不同循环应力比下的等压固结不排水动三轴试验,着重研究了考虑初始孔隙比对饱和砂土的动强度与孔压特性影响,建立了不同有效围压下的动抗剪强度表示方法,比较了一定振次下的动强度指标,为抗震设计提供参考与借鉴.从孔压随荷载循环次数变化和一定振次下液化所需的循环应力比这两种角度研究孔压特性,结果表明:相对密实度对砂土抗液化能力有着显著影响,孔压的发展取决于初始孔隙比,循环应力比越高时,表现得越明显.     

Key technologies for the construction of the Xiluodu high arch dam on the Jinsha River in the development of hydropower in western China

Hydropower development in China is concentrated in the country’s western regions.Among all the rivers in China,the lower course of the Jinsha River contains the richest hydro-energy resource,and therefore,4 mammoth hydropower plants are under construction on this particular section of the river at Wudongde,Baihetan,Xiluodu,and Xiangjiaba.The water-blocking structures of the hydropower facilities at Wudongde,Baihetan and Xiluodu are all arch dams of around 300 m high.In view of changes in the geological conditions at the foundation of the Xiluodu dam on the riverbed after excavation started,the designs of expanding foundation surface excavation and dovetailing the dam body and foundation rock on both upstream and downstream sides were introduced,allowing the arch dam and foundation to fit each other and improving the stress conditions of the dam body and foundation.By dividing the dam body into various concrete sections,the dynamic properties of concrete were adequately adjusted to the distribution of stress in the dam body.In addition,the use of the most optimal concrete material and mixture ratio allowed thermodynamics of concrete to satisfy the requirements of the strength,durability,temperature control and crack prevention of the concrete.Moreover,rigorous temperature control measures were introduced to prevent harmful cracking,thus enhancing the integrity of the arch dam.Furthermore,sophisticated construction machinery,scientific testing methods,and sound construction techniques were employed to ensure the uniformity and reliability of concrete placement.The "Digital Dam" for the Xiluodu project,which is based on the theory of total life cycle,has supplied strong support for construction process control and decision-making.     

三峡左厂3号坝段坝基深层抗滑稳定性有限元分析

三峡工程左厂3号坝段的主要工程地质问题是深层抗滑稳定问题。根据结构面和断层的实际产状建立了包含41条长大结构面及5条断层的三峡大坝左厂3号坝段和4号坝段联合作用的三维有限元模型，模型中的结构面采用Goodman节理单元。采用强度折减有限元法研究了左厂4号坝段对3号坝段深层抗滑稳定安全系数的影响，分析了不同折减系数时大坝的塑性区分布规律，给出了基于有限元计算结果的大坝安全系数评价方法。结果表明，3号坝段对3号坝段安全系数为3．5，4号坝段对3号坝段安全系数的提高有一定的帮忙作用，但作用不大。