大河水电站深覆盖层上面板堆石坝变形和应力性状

为研究狭窄河谷深覆盖层上高面板堆石坝的应力变形特性,本文基于邓肯-张e-b非线性本构模型,采用中点增量法,结合九甸峡高面板堆石坝工程实例,对其施工期和运行期的应力变形进行了三维有限元仿真分析。结果表明:与一般建基于宽浅河谷及基岩坝基情况的面板堆石坝相比,在狭窄河道深覆盖层地基上建设高面板堆石坝,竣工期和蓄水期的坝体水平位移分布受覆盖层的影响较大,坝体应力分布也呈现出与岩石坝基有所不同的分布特征,面板的应力变形基本均在正常范围内,但蓄水期面板接缝尤其是周边缝位移相对较大,因此建议设计应对接缝止水采取相应的防护措施。

为研究深覆盖层上的混凝土面板堆石坝应力变形特性,以察汗乌苏混凝土面板堆石坝为例,对堆石体采用duncanchange-b本构模型,基于ansys软件使用有限元法对大坝进行模拟分析,得到坝体及混凝土面板在3种工况下的应力及位移分布结果。计算结果表明,随库水位增加,坝体大主应力逐渐增大而小主应力逐渐减小；3种工况下在x向上游坝体发生逆流向横向位移且随库水位增加而减小,下游坝体发生顺流向横向位移且随库水位增加而增大,在y向坝体均只发生向下的位移变形,随库水位增加变化不大；竣工后面板大主应力主要为压应力且随库水位增加而增大；竣工后面板由于发生横向变形而出现鼓起脱空现象,随库水位增加至正常蓄水位脱空现象逐渐消失,在y向面板均只发生向下位移变形且随库水位增加而增大。

宝泉抽水蓄能电站上水库主坝坝高94.8m,为沥青混凝土面板堆石坝,基础坐落在第四系坡、冲、洪积物深覆盖层上,左岸坝肩存在高压缩性土层,若全部挖掉,工程量及投资都很大,为避免或减小基础不均匀沉降给沥青混凝土面板变形带来的影响,结合坝基开挖现场情况,对坝基进行变形模量、动力触探及干密度等检测试验,从而提出了坝基开挖及处理控制标准,既保证了基础质量,又满足了现场具体施工要求。

介绍牛栏江黄角树水电站面板堆石坝设计.面板堆石坝坝体基本全部采用工程建筑物开挖料填筑,未单独开采料场.利用冲积层作为坝基及工程开挖料筑坝,充分发挥了当地材料坝的适应性及经济性.该工程2012年2月下闸蓄水至今,坝体经受了2014年鲁甸\"8·03\"6.5级地震的检验,至今坝体工作性状正常.

随着大坝建设的发展,越来越多的面板堆石坝建立在覆盖层地基之上,防渗墙成为覆盖层地基中主要采用的防渗措施。由于覆盖层规模巨大,有时不得不采用悬挂式防渗墙。结合工程实例,采用有限元方法,分析不同防渗墙深度下,大坝和地基的水头线、渗流量以及水力坡降等渗流要素,从防渗墙渗流控制效果的角度探讨覆盖层地基中防渗墙的合理深度。结果表明:当覆盖层渗透系数较大时,防渗墙最好截断覆盖层插入基岩才能取得较好的防渗效果,当覆盖层无法被截断时,防渗墙深度取覆盖层深度的0.7倍较为合理。

厚层砂砾石覆盖层具有较大的压缩性,在其上修建的面板堆石坝可能产生很大的沉降变形.为研究坝体与坝基的沉降变形特征,以榕江县龙塘水库为例,在考虑地基覆盖层孔隙水压力的条件下,利用geostudio软件的sigma/w有限元模块对大坝及坝基进行了二维有限元模拟计算;结果表明:在大坝自重荷载的作用下,砂砾石覆盖层产生的垂向位移较大,对面板堆石坝的沉降变形会产生较为明显的影响;但大坝沉降变形仍然在合理的范围内,在砂砾石覆盖层上修建面板堆石坝具有一定的可行性.

采用三维非线性有限元方法,对深覆盖层上的混凝土面板堆石坝的应力和变形进行研究,对大坝的施工和蓄水过程进行了仿真分析。分析结果表明,防渗墙竣工期存在较大的拉应力,防渗墙与连接板的接缝在蓄水后张开12.6mm,但尽管变形较大,趾板与连接板、面板周边缝均不会张开,也不会错动,连接板和趾板存在不大的拉应力,可通过配筋解决。研究成果可供类似工程参考。

通过野外地质测绘、室内物理力学试验以及现场大剪、载荷、管涌、三轴试验及钻孔原位测试等方法及手段，充分研究了坝基覆盖层物质组成及其力学特性，并对坝基不均匀沉降、抗滑稳定、渗透稳定及砂层抗震进行了研究，提出了挖除砂层保留大部分覆盖层的土体利用方案。最终节约了工程投资，大大减少了工期，拓展了心墙堆石坝的适用范围。

通过有限元数值模拟的方法,研究了复杂地质地形条件下覆盖层上面板堆石坝的应力变形特性。研究了地质及地形条件的改善措施,计算分析了防渗墙和面板的应力变形、面板接缝变位以及坝体的变形和应力。研究结果表明,采用合理工程措施后,坝体应力变形规律正常,混凝土防渗墙及混凝土面板的应力在其强度允许范围之内,面板接缝变位在止水结构允许范围内,可满足覆盖层上面板堆石坝安全运行的需要。

大河边水电站面板堆石坝施工——大河边水电站工程量大，施工工期短，采用了新技术、新材料、新工艺，按期完成了工程建筑，确保了工程质量。　　

河口村水库工程拟建的面板堆石坝坝高122.5m,趾板直接建在约40m厚的沙砾石覆盖层上。在复杂坝基深覆盖层上修建面板坝的关键是查清覆盖层的组成和结构,应综合对坝体、坝基及防渗墙、板体系(面板、趾板、连接板)进行应力变形分析,并针对河口村大坝特殊性及关键点采取相应的工程处理措施。

基于matlab的覆盖层地基上混凝土面板堆石坝断面优化设计——以覆盖层地基上混凝土面板堆石坝工程造价最小为目标，以趾板长度、上游坝坡角、主堆石料与下游堆石分界坡角、上游坝坡角为设计变量，以坝体几何尺寸为约束，建立了面板堆石坝的数学优化模型。介绍了m...

根据覆盖层地基上面板堆石坝坝型的结构及受力特点、变形特征，将最优化理论与方法应用到此类坝的设计中．对采用混凝土防渗墙处理坝基渗流，用水平趾板连接面板与防渗墙结构型式的面板坝，建立了优化设计数学模型．对工程实例进行断面优化设计，获得了合理的成果．

介绍了瀑布沟水电站深覆盖层基础的处理方案及关键技术,并通过监测资料分析,得出瀑布沟水电站的基础处理满足工程要求的结论。

针对库水位和降雨对面板堆石坝渗流的滞后效应,结合深覆盖层面板堆石坝的筑坝特点,在综合考虑覆盖层厚度、筑坝材料等对大坝渗流影响的基础上,建立了考虑滞后效应的深覆盖层面板堆石坝渗流安全监控模型,并在模型的求解中采用了云自适应遗传算法。实例应用表明,该模型能较好地反映库水位、降雨对渗流的滞后影响,模型精度与预报效果优于一般渗流统计模型,且云自适应遗传算法较好地弥补了传统遗传算法执行效率不高、易陷入局部最优解等不足。

长丰水库大坝坝址处覆盖层深约20m,河床以上坝高仅35m。若采用传统的深挖填筑方式,将使得工程量大幅增加、工期延长,因此设计采用置于覆盖层上的面板堆石坝方案。根据地质勘查揭露,坝基覆盖层组成成份较复杂,根据左右岸不同基础,分别采用碾压和振冲碎石桩置换处理,经济效益明显。

挤压边墙技术作为混凝土面板堆石坝垫层料的施工新技术,与传统的超填削坡、斜坡碾压施工工艺相比具有特定的优势。但由于混凝土挤压边墙在施工结束后将成为坝体永久工程的一部分,势必会给混凝土面板带来一定的影响。斜卡水电站面板堆石坝地处严寒地带,坝高110m,覆盖层平均深度65m。通过二维非线性有限元分析,对挤压边墙与面板间接触材料参数、挤压边墙与垫层间接触参数以及挤压边墙自身材料力学参数等三个设计要素以及对深覆盖层面板坝的适应性进行了敏感性分析,初步探讨了面板———挤压边墙间约束强度与面板的变形受力条件、地基覆盖层深度与面板———垫层料之间的脱空等相互关系,为施工决策提供依据。

水布垭工程面板堆石坝是当前世界上最高的混凝土面板坝,在设计和施工等方面尚缺乏经验,为此在“九五”攻关中,对其中的关键技术问题进行了科学研究。在计算分析方面,采用不同的计算模型对200m级面板坝施工、蓄水全过程进行了仿真计算,研究其应力变形规律;研究探索了特殊边界、堆石体流变特性等问题,并提出了改善面板坝应力、变形的工程措施。在高面板坝三维有限元计算中引入了堆石体流变特性,初步探讨了堆石体流变对高混凝土面板坝应力变形的影响;提出了耦合薄层单元和三维非线性摩擦接触单元;对非线性k-g模型进行了改进;采用多种模型对水布垭工程面板坝进行了二维、三维仿真计算,从技术上论证了该方案的可行性

水布垭水电站面板堆石坝应力变形分析——水乖垭工程面板堆石坝是当前世界上最高的混凝土面板坝，在设计和施工等方面尚缺乏经验，为此在“九五”攻关中．对其中的关键技术问题进行了科学研究。在计算分析方面，采用不同的计算模型对200m圾面板坝施工、蓄水全过...

泽城水电站面板堆石坝的设计——根据泽城水电站坝址处工程地质务件和地形条件，在综合考虑建筑材料条件、施工经验和技术的基础上，就坝体分区、坝料平衡、面板趾板及接缝、坝基防渗、观测设计等进行了深入的研究和探讨。　　

本文简要介绍了某水电站的挡水建筑物面板堆石坝,本文就大坝的结构设计、坝料设计、趾板、面板和止水设计、地基开挖和基础处理等作介绍。

根据泽城水电站坝址处工程地质条件和地形条件,在综合考虑建筑材料条件、施工经验和技术的基础上,就坝体分区、坝料平衡、面板趾板及接缝、坝基防渗、观测设计等进行了深入的研究和探讨。