钉结护面板对高土石坝坝坡地震稳定性影响研究

建立了考虑钉结护面板作用的土石坝坝坡地震稳定和滑移计算方法.在此基础上,对比分析了无加固措施和采用钉结护面板两种工况下295 m级两河口心墙堆石坝的坝坡稳定性.结果表明:采用钉结护面板后,坝坡最小安全系数对应的滑弧加深,安全系数明显提高,滑移量减小,有效地增加了坝顶的整体稳定性;随输入地震动峰值增加,钉结护面板对坝坡稳定安全系数的贡献逐渐增大.     

关门山面板堆石坝二维地震反应分析

采用有限单元法，根据面板堆石坝（以下简称面板坝）构造和受力上的特点，提出了适用于面板坝动力计算模型，对关门山面板坝进行了空库与满库条件下地震反应分析和比较。     

混凝土面板堆石坝与库水动力相互作用研究

推导了时域内求解压缩性库水与面板堆石坝相互作用的计算公式,研究了不同动力压力模型对坝水系统自振频率及实测地震作用下坝体动力反应的影响。结果表明,动力压力模型对系统频率的影响不大;坝体动力反应,威氏公式与不可压缩库水模型接近,可压缩库水模型与不考虑动力压力情况接近,地震所激起的动力压力不同模型虽有差别,但数值较小,面板堆石坝的动力分析建议采用可压缩水体动力压力模型。     

面板堆石坝最大加速度放大倍数经验公式

对面板堆石坝进行三维动力反应计算分析,采用等价线性化模型以不同坝体高度、不同河谷形状为对象,研究了输入不同地震波坝体的反应.结果表明,在坝高相同、基础输入加速度不变情况下,随河谷宽度增加,坝顶坝轴线最大加速度位置由中间向两岸对称移动;对狭窄河谷,最大加速度在坝轴线中间坝顶部位,对宽阔河谷,最大加速度在靠近两岸的部位.对面板堆石坝地震反应加速度分布规律进行了统计分析,给出了计算坝体最大加速度放大倍数的经验公式,为实际工程中进行基于拟静力法的面板堆石坝抗震稳定分析提供了参考依据.     

库水位骤降偶遇地震作用的土石坝稳定分析

正常运行过程中库水位是不断变化的,当库水位降落后,坝体内部的孔隙水压力和渗流场会发生变化,过快的下降速率会导致坝体内的孔隙水压力不能及时消散,在渗流的作用下上游坝坡产生浮起或下滑的趋势,若在库水位骤降时期发生地震,则对土石坝的坝坡稳定更加不利.为研究某混凝土心墙土石坝在库水骤降偶遇地震情况下瞬态渗流场特性及坝坡稳定性规律,基于非饱和渗流原理,采用Geo-Studio有限元软件进行数值模拟,得到了不同骤降速率下坝体内部浸润线及上下游坝坡安全系数的变化规律,并研究了不同骤降速率下偶遇地震作用和不同骤降时刻发生地震时的上下游坝坡安全系数,最终对所得到的规律进行公式总结.结果表明:坝体浸润线在库水位骤降过程中会出现向上凸起的现象,骤降速率越大凸起越明显;在地震作用下,坝坡上游安全系数值减小幅度较大,下游坝坡安全系数变化不大;在库水位骤降初期发生地震最危险;库水位骤降至死水位时的最大速率不应超过2 m·d~(-1).     

库水位变动对心墙坝渗流特性影响及防渗措施研究

渗透稳定是土石坝安全运行的关键问题之一,水位骤升骤降对土石坝坝体渗流场和渗透稳定有较大的影响;因此开展库水位变动对土石坝渗流特性影响的研究非常重要.目前已有很多对库水位骤降条件下土石坝的渗流特性的研究,并得出了很多具有参考价值的研究成果.但库水位骤升条件下土石坝的渗流特性同样具有研究价值,库水位骤升时,边坡土体由非饱和土变为饱和土,土体抗剪强度下降从而增加了边坡失稳的概率;本文结合某水库工程,采用二维有限元对粘土心墙坝在不同库水位条件下进行了渗流分析;并且结合工程除险加固技术对防渗措施开展了研究.得出了不同库水位条件下的坝体浸润线变化规律、渗透流量大小以及上下游坝坡渗透安全性变化规律,并结合工程除险加固技术,对不同防渗方案进行比选,确定了最优防渗方案.分析表明:库水位越低,坝体浸润线越低;相同防渗墙深度,库水位越高渗漏量越大;防渗墙深度越大渗漏量越小;不同库水位条件下,库水位越低,上游坝坡渗透稳定安全系数越小,下游安全系数则越大;库水位骤升条件下,库水位骤升速率越快,上游安全系数越大,下游安全系数越小.防渗墙深度对下游安全系数的影响要大于上游.     

混凝土面板堆石坝抗震研究进展

回顾近十年来混凝土面板堆石坝抗震研究取得的重要进展，着重阐述了面板坝的动力特性及其地震破坏机理，指出面板坝抗震设计的着重点，建议若干面板坝抗震加固措施。     

库水位变动联合不同类型降雨下中小型均质土石坝渗流及稳定耦合分析

为认识库水位变动联合不同类型降雨下中小型均质土石坝坝坡的渗流及稳定性规律,给中小型均质土石坝的日常风险管理提供依据,本文根据非饱和渗流原理,对该类土石坝坝坡在渗流应力耦合状态下遭遇库水位变动和不同类型降雨时的渗流和稳定性进行有限元模拟,选取库水位上升、库水位下降和库水位不同变动速率联合不同类型降雨进行耦合分析,结果表明:(1)上游监测点孔压对库水位变化较敏感,对有无降雨及不同降雨类型的变化不敏感,下游监测点对有无降雨较敏感,对库水位、降雨类型的变化敏感度较低;(2)不同类型的降雨对下游坝坡安全系数影响不同,数值模拟的安全系数大小是前锋型平均型=中锋型后锋型无降雨;(3)有无降雨及降雨类型的变化对上游坝坡安全系数的影响较小,库水位的变动对上游坡的影响较大,库水位上升、有无降雨及降雨类型的变化对下游坝坡都有影响,但降雨对下游坡安全系数的影响更大。     

基于VOF法的CSG坝非稳定渗流场数值分析

当前国内外对胶凝砂砾石大坝(CSG Dam)渗流场的研究均局限于稳定渗流场,但由于库水位的不断波动,大坝在运行期大都处于非稳定渗流状态,保证这种新型坝在库水位变化时的安全稳定非常重要.采用有限体积法及计算流体力学中的VOF(volume of fluid,VOF)法,对CSG坝两个极端工况下的非稳定渗流场进行模拟,获得孔隙水压力、浸润面、流速及流量的演变过程,结果表明:1)CSG坝体防渗效果良好,即使在面板防渗性能降低的情况下,浸润线也处于较低的高程;2)在水位上升阶段,坝踵附近在水位上升初期渗流量会出现不稳定波动,下游节点渗流量变化起步较晚,且需要经历一个较长的时间才能达到渗流稳定;3)水位下降时,坝体浸润面呈现中间高、两边低,上游高、下游低的趋势.一部分坝内渗水会向上游排出,产生的渗透压力不利于面板的稳定,建议在坝趾处采取排水措施,引导坝内渗水排出,减少对上游面板的不利影响.     

面板堆石坝地震永久变形计算方法研究

针对面板堆石坝提出一种地震永久变形的计算方法,该方法以滑动本位移分析法为基本出发点,首先利用有限单元法对面板堆石坝进行静、动力反应分析;然后采用数学规划法,求解地震过程每一时间步的最小抗滑稳定安全系数及相应的滑裂面位置,从而得出整个地震过程中坝体的最危险滑裂面;在最危险滑裂面引入无厚度接触面单元,重新进行有限元动力反应计算,计算出滑裂面各单元的地震永久变莆,结果表明本方法具有合理性和实用性。     

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.     

尾矿坝加高渗流和液化稳定性分析

 尾矿库加高扩容,需对尾矿坝进行稳定性评价。依钻孔资料,结合加高设计方案,建立尾矿坝地质模型。对洪水及地震作用双重工况下,应用强度折减法进行了尾矿坝渗流稳定性、静力稳定性和动力液化稳定性计算。结果表明,浸润线没有从坝坡出溢,渗流稳定。从坝体动力反应及液化结果得出该坝是动力稳定的,安全系数满足规范要求。本研究基于有效应力原理,结果对尾矿坝渗流、静力及动力稳定性评价方面有一定的借鉴意义。     

汶川地震中紫坪铺混凝土面板堆石坝震害分析

汶川地震中,紫坪铺混凝土面板堆石坝坝坡、面板和结构缝均出现一定程度的破坏,大坝发生了整体变形.根据这些震害现象,结合振动台模型试验和数值分析的成果,从坝坡破坏性态、坝顶加速度反应、面板应力与变形、大坝的地震变形和面板缝的破坏形式几方面讨论了面板堆石坝破坏机理和抗震性能.在此基础上,对面板堆石坝抗震设计的着力点和抗震措施提出了建议:在面板堆石坝抗震设计中,高面板堆石坝上部面板在地震中可能出现的高应力区是着重点之一;应该考虑坝体地震永久变形对面板附加应力的影响;应特别注意坝顶区堆石体的稳定,建议选择钉结护面板加固方案,从而提高地震时坝顶区堆石体的整体稳定性.     

水布垭混凝土面板堆石坝地震永久变形分析

以水布垭混凝土面板堆石坝为研究对象,采用考虑残余体积应变与残余剪应变的计算模型进行整体永久变形分析,得出了动力变形量及其分布特点,以及永久变形对高面板堆石坝防渗系统的影响。结果表明,在地震作用下高坝上部面板与垫层间的动位移存在相位差,使面板动应力在上部产生明显的变化,需要给予重视;高混凝土面板堆石坝在0.1g峰值加速度地震作用下产生的永久变形,对于300m级高的混凝土堆石坝结构的影响不显著。     

面板堆石坝动力破坏计算方法研究

提出了面板堆石坝的动力破坏准则；利用有限元法对面板堆石坝进行动力破坏计算，可以得到坝体的潜在破坏区及其扩展过程。将该方法用于模型面板堆石坝的动力破坏计算，得到和模型动力破坏试验较为一致的结果，并用该方法计算了一座面板堆石坝在地震作用下的破坏过程。     

混凝土面板堆石坝抗震性能有限元数值模拟分析

采用有限元数值模拟方法,分析了蒲石河抽水蓄能电站面板堆石坝的动力响应特性,计算了堆石坝在地震荷载作用下的模态和振型。基于Westergaard的经典公式,模拟了水库上游水位附加质量对大坝抗震性能的影响。有限元数值计算的堆石坝固有频率和振型为其抗震设计和分析提供理论依据。     

库水降落时坝面缺陷土工膜的局部抗滑稳定性

在分析坝面土工膜缺陷渗漏和失稳机理的基础上,采用非恒定非饱渗流理论,计算坝面土工膜防渗土石坝库水降落时的瞬态渗流场,获取膜后孔压动态分布规律,进而分析土工膜的局部抗滑稳定性随库水降落时的变化特性,同时对库水降落速度、缺陷属性、垫层透水性进行敏感性分析.结果表明:(1)库水降落速度对坝面完好土工膜的局部抗滑稳定性影响很小,但对缺陷土工膜影响显著,土工膜存在局部失稳可能,库水降落速度越大,安全系数降幅越大;(2)土工膜缺陷位置对其局部抗滑稳定性影响显著,缺陷位置越高,安全系数降幅越大;(3)缺陷尺寸对土工膜局部稳定性影响不大;双缺陷较单缺陷相比,其对土工膜局部稳定性的影响不明显;(4)垫层的透水性对土工膜局部抗滑稳定性影响较为显著,透水性好的垫层对土工膜抗滑稳定有利.     

混凝土面板堆石坝整体稳定性的数值分析

混凝土面板堆石坝的抗滑稳定性直接影响到大坝的建设和安全使用。根据实验室实测的堆石料的力学参数,采用极限平衡方法分析了堆石坝在竣工后,设计水位和死水位条件下的整体抗滑稳定性。数值计算结果表明,随着大坝上游水位的增加,坝体的扬压力逐渐增加,导致坝体的整体抗滑稳定性逐渐降低。基于毕肖普（Bishop）极限平衡理论计算结果表明,在不同大坝上游水位工况下大坝具有良好的抗滑稳定安全性。采用非线性有限元数值模拟方法,数值仿真了堆石坝的填筑过程和竣工后的沉降分布。     

西流水水电站混凝土面板堆石坝渗水成因分析

西流水水电站一期蓄水后,坝后量水堰渗水量随库水位升高逐渐增大,目前量水堰渗水量q=76.5L/s（Q=6610m3/d右岸帷幕灌浆尚未封闭）,工程全部竣工后坝前水位升至1920 m高程时,坝后量水堰处渗水量可能还有增大趋势,通过对基础岩体和灌浆效果的分析,对天生坝透水率以及水位等方面渗水成因的分析后,对坝体的安全性进行了评价.     

粘土心墙坝库水位骤降偶遇不同类型降雨上下游坝坡渗流与稳定数值模拟

为研究粘土心墙坝渗透稳定性,对四方井粘土心墙坝进行了数值模拟,计算结果表明:孔压先减小后保持稳定,库水位下降速率与孔压的下降速率成正比.正常蓄水位加不同类型降雨条件下孔压突然上升,随后快速下降至原值,不同类型降雨使得孔压峰值大小与孔压到达最大的时间不同;安全系数在降雨过程中急剧下降,而在降雨结束后快速上升最后呈现不变;降雨-库水位耦合情况下上游监测点孔压变化对上游坝坡监测点不敏感,而对下游坝坡监测点孔压敏感,安全系数在降雨发生时刻有个突然下降的过程.