大河水電站深覆蓋層上面板堆石壩變形和應(yīng)力性狀

為研究狹窄河谷深覆蓋層上高面板堆石壩的應(yīng)力變形特性,本文基于鄧肯-張e-b非線性本構(gòu)模型,采用中點(diǎn)增量法,結(jié)合九甸峽高面板堆石壩工程實(shí)例,對(duì)其施工期和運(yùn)行期的應(yīng)力變形進(jìn)行了三維有限元仿真分析。結(jié)果表明:與一般建基于寬淺河谷及基巖壩基情況的面板堆石壩相比,在狹窄河道深覆蓋層地基上建設(shè)高面板堆石壩,竣工期和蓄水期的壩體水平位移分布受覆蓋層的影響較大,壩體應(yīng)力分布也呈現(xiàn)出與巖石壩基有所不同的分布特征,面板的應(yīng)力變形基本均在正常范圍內(nèi),但蓄水期面板接縫尤其是周邊縫位移相對(duì)較大,因此建議設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)接縫止水采取相應(yīng)的防護(hù)措施。

為研究深覆蓋層上的混凝土面板堆石壩應(yīng)力變形特性,以察汗烏蘇混凝土面板堆石壩為例,對(duì)堆石體采用duncanchange-b本構(gòu)模型,基于ansys軟件使用有限元法對(duì)大壩進(jìn)行模擬分析,得到壩體及混凝土面板在3種工況下的應(yīng)力及位移分布結(jié)果。計(jì)算結(jié)果表明,隨庫(kù)水位增加,壩體大主應(yīng)力逐漸增大而小主應(yīng)力逐漸減??；3種工況下在x向上游壩體發(fā)生逆流向橫向位移且隨庫(kù)水位增加而減小,下游壩體發(fā)生順流向橫向位移且隨庫(kù)水位增加而增大,在y向壩體均只發(fā)生向下的位移變形,隨庫(kù)水位增加變化不大；竣工后面板大主應(yīng)力主要為壓應(yīng)力且隨庫(kù)水位增加而增大；竣工后面板由于發(fā)生橫向變形而出現(xiàn)鼓起脫空現(xiàn)象,隨庫(kù)水位增加至正常蓄水位脫空現(xiàn)象逐漸消失,在y向面板均只發(fā)生向下位移變形且隨庫(kù)水位增加而增大。

寶泉抽水蓄能電站上水庫(kù)主壩壩高94.8m,為瀝青混凝土面板堆石壩,基礎(chǔ)坐落在第四系坡、沖、洪積物深覆蓋層上,左岸壩肩存在高壓縮性土層,若全部挖掉,工程量及投資都很大,為避免或減小基礎(chǔ)不均勻沉降給瀝青混凝土面板變形帶來(lái)的影響,結(jié)合壩基開挖現(xiàn)場(chǎng)情況,對(duì)壩基進(jìn)行變形模量、動(dòng)力觸探及干密度等檢測(cè)試驗(yàn),從而提出了壩基開挖及處理控制標(biāo)準(zhǔn),既保證了基礎(chǔ)質(zhì)量,又滿足了現(xiàn)場(chǎng)具體施工要求。

介紹牛欄江黃角樹水電站面板堆石壩設(shè)計(jì).面板堆石壩壩體基本全部采用工程建筑物開挖料填筑,未單獨(dú)開采料場(chǎng).利用沖積層作為壩基及工程開挖料筑壩,充分發(fā)揮了當(dāng)?shù)夭牧蠅蔚倪m應(yīng)性及經(jīng)濟(jì)性.該工程2012年2月下閘蓄水至今,壩體經(jīng)受了2014年魯?shù)閈"8·03\"6.5級(jí)地震的檢驗(yàn),至今壩體工作性狀正常.

隨著大壩建設(shè)的發(fā)展,越來(lái)越多的面板堆石壩建立在覆蓋層地基之上,防滲墻成為覆蓋層地基中主要采用的防滲措施。由于覆蓋層規(guī)模巨大,有時(shí)不得不采用懸掛式防滲墻。結(jié)合工程實(shí)例,采用有限元方法,分析不同防滲墻深度下,大壩和地基的水頭線、滲流量以及水力坡降等滲流要素,從防滲墻滲流控制效果的角度探討覆蓋層地基中防滲墻的合理深度。結(jié)果表明:當(dāng)覆蓋層滲透系數(shù)較大時(shí),防滲墻最好截?cái)喔采w層插入基巖才能取得較好的防滲效果,當(dāng)覆蓋層無(wú)法被截?cái)鄷r(shí),防滲墻深度取覆蓋層深度的0.7倍較為合理。

厚層砂礫石覆蓋層具有較大的壓縮性,在其上修建的面板堆石壩可能產(chǎn)生很大的沉降變形.為研究壩體與壩基的沉降變形特征,以榕江縣龍?zhí)了畮?kù)為例,在考慮地基覆蓋層孔隙水壓力的條件下,利用geostudio軟件的sigma/w有限元模塊對(duì)大壩及壩基進(jìn)行了二維有限元模擬計(jì)算;結(jié)果表明:在大壩自重荷載的作用下,砂礫石覆蓋層產(chǎn)生的垂向位移較大,對(duì)面板堆石壩的沉降變形會(huì)產(chǎn)生較為明顯的影響;但大壩沉降變形仍然在合理的范圍內(nèi),在砂礫石覆蓋層上修建面板堆石壩具有一定的可行性.

采用三維非線性有限元方法,對(duì)深覆蓋層上的混凝土面板堆石壩的應(yīng)力和變形進(jìn)行研究,對(duì)大壩的施工和蓄水過(guò)程進(jìn)行了仿真分析。分析結(jié)果表明,防滲墻竣工期存在較大的拉應(yīng)力,防滲墻與連接板的接縫在蓄水后張開12.6mm,但盡管變形較大,趾板與連接板、面板周邊縫均不會(huì)張開,也不會(huì)錯(cuò)動(dòng),連接板和趾板存在不大的拉應(yīng)力,可通過(guò)配筋解決。研究成果可供類似工程參考。

通過(guò)野外地質(zhì)測(cè)繪、室內(nèi)物理力學(xué)試驗(yàn)以及現(xiàn)場(chǎng)大剪、載荷、管涌、三軸試驗(yàn)及鉆孔原位測(cè)試等方法及手段，充分研究了壩基覆蓋層物質(zhì)組成及其力學(xué)特性，并對(duì)壩基不均勻沉降、抗滑穩(wěn)定、滲透穩(wěn)定及砂層抗震進(jìn)行了研究，提出了挖除砂層保留大部分覆蓋層的土體利用方案。最終節(jié)約了工程投資，大大減少了工期，拓展了心墻堆石壩的適用范圍。

通過(guò)有限元數(shù)值模擬的方法,研究了復(fù)雜地質(zhì)地形條件下覆蓋層上面板堆石壩的應(yīng)力變形特性。研究了地質(zhì)及地形條件的改善措施,計(jì)算分析了防滲墻和面板的應(yīng)力變形、面板接縫變位以及壩體的變形和應(yīng)力。研究結(jié)果表明,采用合理工程措施后,壩體應(yīng)力變形規(guī)律正常,混凝土防滲墻及混凝土面板的應(yīng)力在其強(qiáng)度允許范圍之內(nèi),面板接縫變位在止水結(jié)構(gòu)允許范圍內(nèi),可滿足覆蓋層上面板堆石壩安全運(yùn)行的需要。

大河邊水電站面板堆石壩施工——大河邊水電站工程量大，施工工期短，采用了新技術(shù)、新材料、新工藝，按期完成了工程建筑，確保了工程質(zhì)量?！　?/p>

河口村水庫(kù)工程擬建的面板堆石壩壩高122.5m,趾板直接建在約40m厚的沙礫石覆蓋層上。在復(fù)雜壩基深覆蓋層上修建面板壩的關(guān)鍵是查清覆蓋層的組成和結(jié)構(gòu),應(yīng)綜合對(duì)壩體、壩基及防滲墻、板體系(面板、趾板、連接板)進(jìn)行應(yīng)力變形分析,并針對(duì)河口村大壩特殊性及關(guān)鍵點(diǎn)采取相應(yīng)的工程處理措施。

基于matlab的覆蓋層地基上混凝土面板堆石壩斷面優(yōu)化設(shè)計(jì)——以覆蓋層地基上混凝土面板堆石壩工程造價(jià)最小為目標(biāo)，以趾板長(zhǎng)度、上游壩坡角、主堆石料與下游堆石分界坡角、上游壩坡角為設(shè)計(jì)變量，以壩體幾何尺寸為約束，建立了面板堆石壩的數(shù)學(xué)優(yōu)化模型。介紹了m...

根據(jù)覆蓋層地基上面板堆石壩壩型的結(jié)構(gòu)及受力特點(diǎn)、變形特征，將最優(yōu)化理論與方法應(yīng)用到此類壩的設(shè)計(jì)中．對(duì)采用混凝土防滲墻處理壩基滲流，用水平趾板連接面板與防滲墻結(jié)構(gòu)型式的面板壩，建立了優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型．對(duì)工程實(shí)例進(jìn)行斷面優(yōu)化設(shè)計(jì)，獲得了合理的成果．

介紹了瀑布溝水電站深覆蓋層基礎(chǔ)的處理方案及關(guān)鍵技術(shù),并通過(guò)監(jiān)測(cè)資料分析,得出瀑布溝水電站的基礎(chǔ)處理滿足工程要求的結(jié)論。

針對(duì)庫(kù)水位和降雨對(duì)面板堆石壩滲流的滯后效應(yīng),結(jié)合深覆蓋層面板堆石壩的筑壩特點(diǎn),在綜合考慮覆蓋層厚度、筑壩材料等對(duì)大壩滲流影響的基礎(chǔ)上,建立了考慮滯后效應(yīng)的深覆蓋層面板堆石壩滲流安全監(jiān)控模型,并在模型的求解中采用了云自適應(yīng)遺傳算法。實(shí)例應(yīng)用表明,該模型能較好地反映庫(kù)水位、降雨對(duì)滲流的滯后影響,模型精度與預(yù)報(bào)效果優(yōu)于一般滲流統(tǒng)計(jì)模型,且云自適應(yīng)遺傳算法較好地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)遺傳算法執(zhí)行效率不高、易陷入局部最優(yōu)解等不足。

長(zhǎng)豐水庫(kù)大壩壩址處覆蓋層深約20m,河床以上壩高僅35m。若采用傳統(tǒng)的深挖填筑方式,將使得工程量大幅增加、工期延長(zhǎng),因此設(shè)計(jì)采用置于覆蓋層上的面板堆石壩方案。根據(jù)地質(zhì)勘查揭露,壩基覆蓋層組成成份較復(fù)雜,根據(jù)左右岸不同基礎(chǔ),分別采用碾壓和振沖碎石樁置換處理,經(jīng)濟(jì)效益明顯。

擠壓邊墻技術(shù)作為混凝土面板堆石壩墊層料的施工新技術(shù),與傳統(tǒng)的超填削坡、斜坡碾壓施工工藝相比具有特定的優(yōu)勢(shì)。但由于混凝土擠壓邊墻在施工結(jié)束后將成為壩體永久工程的一部分,勢(shì)必會(huì)給混凝土面板帶來(lái)一定的影響。斜卡水電站面板堆石壩地處嚴(yán)寒地帶,壩高110m,覆蓋層平均深度65m。通過(guò)二維非線性有限元分析,對(duì)擠壓邊墻與面板間接觸材料參數(shù)、擠壓邊墻與墊層間接觸參數(shù)以及擠壓邊墻自身材料力學(xué)參數(shù)等三個(gè)設(shè)計(jì)要素以及對(duì)深覆蓋層面板壩的適應(yīng)性進(jìn)行了敏感性分析,初步探討了面板———擠壓邊墻間約束強(qiáng)度與面板的變形受力條件、地基覆蓋層深度與面板———墊層料之間的脫空等相互關(guān)系,為施工決策提供依據(jù)。

采用非線性有限元分析方法,對(duì)福建街面水電站面板堆石壩壩體及面板在施工期和蓄水期的應(yīng)力變形特性進(jìn)行了分析、研究,給出了壩體及面板各部分的應(yīng)力、位移分布,其計(jì)算分析結(jié)果除可以為街面工程的設(shè)計(jì)、施工提供依據(jù)外,對(duì)其他類似工程也具有一定的參考價(jià)值。

主要是闡述砼面板堆石壩施工期擋水和過(guò)水渡汛問(wèn)題，渡汛擋水、過(guò)水的依據(jù)條件、防護(hù)層或防護(hù)結(jié)構(gòu)類型、性質(zhì)、施工工藝、墊層的滲流性質(zhì)、過(guò)水輪廓布置、過(guò)水的滲流、溢流條件、水力參數(shù)等，目前國(guó)內(nèi)還缺乏具有砼面板壩特點(diǎn)的試驗(yàn)研究與成果。壩體過(guò)流的保護(hù)措施，國(guó)內(nèi)外雖有一些成功的經(jīng)驗(yàn)，但從宏觀角度出發(fā)，這些保護(hù)措施還不十分成熟，因此，我們?cè)趯?shí)踐中參照現(xiàn)有的資料，根據(jù)該工程大壩施工水工模型試驗(yàn)結(jié)論性意見，結(jié)合工程

介紹三岔河水電站面板堆石壩壩體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、分區(qū)設(shè)計(jì)、壩基處理、施工過(guò)程、監(jiān)測(cè)成果等。大壩建成至今已正常運(yùn)行兩年多,監(jiān)測(cè)成果顯示壩體沉降變形:符合面板堆石壩沉降變形規(guī)律。大壩滲流:量水堰最大滲流量為12l/s,滲流量穩(wěn)定。

文章結(jié)合建在深度達(dá)420m覆蓋層上的冶勒瀝青混凝土心墻堆石壩工程實(shí)例,采用三維非線性有限元和模擬地震時(shí)三向地震波同時(shí)輸入的方法,對(duì)深覆蓋層上堆石壩的靜、動(dòng)力結(jié)構(gòu)性態(tài)進(jìn)行了分析,提出了供設(shè)計(jì)和施工參考的意見。

在對(duì)大河水電站面板堆石壩施工期洪水作用下壩體與壩基滲流場(chǎng)進(jìn)行有限元模擬的基礎(chǔ)上,根據(jù)極限平衡理論并考慮了堆石體材料的非線性強(qiáng)度參數(shù)對(duì)渡汛時(shí)壩坡的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究.計(jì)算結(jié)果表明,該壩剖面在施工渡汛期,滲流穩(wěn)定及上下游壩坡穩(wěn)定能滿足規(guī)范要求,汛期安全性有保障,為設(shè)計(jì)方案研究提供了重要參考.