大朝山水电站初次蓄水期大坝变形性态分析

云南大朝山水电站初次蓄水期，库水位上升速度较快，水压力对大坝结构影响十分显著，大坝性态与正常运行期存在明显差异。由于自动化观测系统及时投入使用，较完整地反映了坝体及基岩的变形过程，证明了它们在水压力作用下呈现出良好的弹性工作状态。文中介绍了大朝山水电站初次蓄水期大坝变形观测设置、变形分析以及库水压力的实测成果，为从事水工设计及大坝安全监测人员提供了第一手资料。     

自重与初次蓄水对特高拱坝应力的影响

以小湾拱坝为例,对不同自重施加方式及初次蓄水条件下大坝的应力进行了三维数值仿真分析。对不同施工方案的应力对比研究结果表明,自重施加方式、封拱灌浆过程及初次蓄水均对坝体应力分布有较大影响,自重全部由梁承担过小地估计了坝体上游拉应力,而整体施加自重、水压时,计算得到的拉应力偏大,从计算精度考虑,小湾拱坝应力计算按10次以上的分期浇筑、分期封拱及分期蓄水过程模拟为宜。     

二滩拱坝初次蓄水的变位监测反分析

简要介绍了在二滩拱坝1998年5月初次蓄水期,通过拱坝垂线和监测网系统,用统计模型和确定性模型理论分析方法,建立了施加于坝体各作用量与坝体受作用后的效应量(变位)间的数学关系;并根据预先计算分析成果,提出了在初次蓄水运行中拱坝变位的参考预报值,实时对二滩拱坝实际工作状态作出安全评判。     

特高拱坝施工期谷幅变形演化规律

跟踪分析高坝施工期谷幅变形,对确保高边坡稳定与大坝安全具有重要意义。基于某特高拱坝工程环境与地质结构,跟踪分析坝区两岸岩体变形监测数据,采用有限差分法,模拟分析谷幅变形演化规律,探讨了坝区施工期的谷幅变形演化规律与驱动因素。研究表明,坝后水垫塘谷幅变形规律表现为不同高程谷幅变化规律相似,收缩变形量与高程具有很好的正相关性,高程高的部位变形量相对较大;两岸均朝向河谷变形,与高程呈现正相关性,左岸变形速率略大于右岸;变形数值仿真结果与现场实测变形量值较接近。研究结果可为大坝后期正常蓄水提供参考依据。     

特高拱坝运行初期变形监测预报模型及构建方法

针对特高拱坝运行初期温度场的非稳定性和时效的非单调增长性,发展变形监测和预报模型,并提出构建方法。通过主成分上的分层聚类法选取代表性温度测点,将其实测值作为温度变量,引入包含徐变及其恢复项的时效变量表达式,论证其表达谷幅变形的能力。进而考虑库水位、实测温度、组合时效等变量,应用增强回归树方法提出特高拱坝运行初期变形监测和预报模型,并通过后向消减变量建立优化模型。分析各变量对变形的边际效应,得出相对影响,借助部分依赖图,辨识变量间相关关系及其对坝体变形的影响规律,揭示变形机制。将该模型应用于某特高拱坝,验证该模型的可行性和有效性;并将结果与支持向量机、多元回归模型进行对比分析,得出该模型具有显著的优越性。     

小湾特高拱坝首蓄期坝体变形特性分析及评价

针对小湾特高拱坝首次蓄水期坝体变形备受关注的几个焦点问题,运用综合过程线对比、数学建模、数值仿真、数理统计分析等定性和定量方法进行分析,结果表明:小湾大坝坝体蓄水早期向上游方向倾斜(主要与库盘下沉有关),库水位是首蓄期坝体变形的最主要影响因素,坝体时效变形已趋于收敛。通过将数值仿真成果与实测值比较、模型分析与实测值比较、设计预警指标与实测值比较、小湾工程与同类工程实测值比较,认为小湾水电站特高拱坝经受了正常蓄水位工况下的综合考验,尽管变形量值较大,但变形规律总体正常,首蓄期大坝处于安全状态。     

溪洛渡特高拱坝初期蓄水期监测反馈分析

基于溪洛渡拱坝初期蓄水阶段各类原型监测成果,利用数值反馈分析方法,通过整合集成综合分析、数值模型反馈分析以及定性、定量数值判断,建立了一整套特高拱坝监测反馈分析方法,完成了对溪洛渡初期蓄水期大坝安全状态评估,并预测了后期蓄水大坝的受力变形特性。文章首先系统梳理分析大坝监测成果并进行归纳总结,初步评价了大坝的运行状态,建立若干监测反馈分析目标;其次,运用数值仿真实验,通过反演正分析使数值分析成果逼近原型监测成果,进而分析大坝受力变形特性的机理;最后,利用数值模型对大坝后期蓄水过程及运行状态进行预测评估。分析表明:建设期大坝根据浇筑形象面貌及封拱灌浆面貌分阶段完成自重时空受力变形状态分布,符合大坝常规变形特征;初期蓄水期拱坝整体向下游和两岸山体方向变形,河床坝段径向位移大于岸坡坝段,对称性较好;坝基受力变形稳定,坝肩推力在坝基内扩散明显,符合力学规律,处于可控状态;后期蓄水预测受力变形规律良好。综合分析认为,溪洛渡拱坝蓄水过程安全可靠。     

关于特高拱坝建基面径向变形量值的探讨

特高拱坝建基面径向变形是重要物理量之一,其变形量值和速率事关拱坝安全。笔者提出基于监测与仿真分析的特高拱坝建基面径向变形取值计算方法,在结合垂线监测数据和反演计算得到坝体和基础力学参数的基础上,分析研究基础径向变形沿高程分布规律,得到基础廊道高程径向变形和建基面径向变形之间的相关关系,为特高拱坝基础特别是建基面径向变形取值提供了新的思路。     

主成分回归分析法在混弹簧土坝初次蓄水期应力统计模型中的应用

本文首先分析了多元回归和逐步加百姓分析方法在统计模型中的不足，提出了用主成分回归分析方法建立混凝土坝初次蓄水期应力统计模型的原理和方法。结论实例，比较了三种模型的计算结果，结果表明：在混凝土坝初次蓄水期，主成分回归模型优于多元回归模型和逐步回归模型。     

分叉型库盘变形及对特高拱坝变形性态的影响

由弹性理论推导了特高拱坝在库水压力作用下引起的库岸边坡表面横河向水平位移计算公式;利用有限元数值仿真方法模拟了分叉河道的库盘库型,开展了库型因子对库盘基岩和大坝变形的敏感性分析。理论分析和数值计算结果表明:库水位和岸坡坡角是谷幅收缩的主要影响因素,河道分叉处到坝前距离和库水位是影响库盘变形和坝体变形的显著因素;随着高程增加,库水面以下横河向岸坡变形先向两岸方向增大,然后一直减小,直至转向河谷方向,而库水面以上岸坡一直向河谷方向变形。     

特高拱坝施工期数字监控方法、系统与工程应用

依据混凝土坝数字监控的理论,从主要目的、基本内容和工作模式3个方面论述了特高拱坝施工期数字监控方法,介绍了特高拱坝施工期数字监控系统,提出了利用该系统开展特高拱坝施工期数字监控的工程应用模式.特高拱坝施工期数字监控系统的工程应用表明,运用该系统可以实时开展大坝工作性态评估,降低事故风险,同时可以为施工期动态设计提供决策支持.     

我国特高拱坝的建设成就与技术发展综述

结合二滩、溪洛渡、锦屏一级、大岗山、小湾等一系列特高拱坝的建设实践,总结了我国特高拱坝的建设成就,阐述了我国特高拱坝建设关键技术的研究进展,包括建基面的研究与确定、体形优化设计、应力分析与强度设计、拱座抗滑稳定、整体稳定、抗震设计、混凝土材料、混凝土温控防裂、基础处理、施工技术等10个方面的内容。认为我国混凝土拱坝建设技术已处于国际领先水平,指出我国特高拱坝建设需深化研究的4个问题,即特高拱坝安全评价体系建设、特高拱坝风险设计、特高拱坝抗震研究以及特高拱坝安全运行健康诊断技术研究。     

三峡工程初期蓄水大坝变形监测成果分析

对三峡工程初期蓄水大坝变形监测成果的分析表明：大坝基础水平位移很小，处于稳定状态；坝基垂直位移总体呈沉降趋势，最大沉降量21．58mm，相邻坝段坝体沉降量绝大多数小于1mm，无不均匀沉降；左厂1～5号坝段等部位基础水平位移很小，坝基沉降量相对较小，无不均匀沉降；升船机上闸首坝段由于建基面高程较高，受蓄水影响不大，水平和垂直位移变化不大。总之，大坝变形量值均在设计范围内，规律合理，大坝工作性态正常，大坝是安全的。     

特高拱坝一级变形预报控制值 建立的方法研究

特高拱坝与一般高拱坝相比,其结构性态更加复杂,因此,其变形安全预报控制值必须进行 专门的研究。文中探讨了特高拱坝的定义与特点,分析了特高拱坝的变形特性,提出了特高拱坝一级 变形预报控制值建立的准则与方法。工程案例表明,该方法切实可行。     

特高拱坝悬臂高度个性化控制的分析研究

本文在提出悬臂高度个性化控制的概念的基础上，进一步给出特高拱坝施工期全坝段个性化悬臂高度控制值的应力判断标准以及数值分析方法。以某特高拱坝为例，考虑自重荷载、温度荷载、混凝土自身体积变形与徐变等因素影响，采用三维有限元方法对其进行仿真分析，研究了不同坝段在不同灌浆高程情况下的最大主应力极值随悬臂高度增加而变化的规律，并给出应力标准控制值下的全坝段悬臂高度控制值分布示意图。研究成果表明悬臂高度个性化控制有利于优化施工进度，缩短施工工期，从而按计划实现坝体挡水度汛及预期发电等关键目标。     

锦屏一级水电站特高拱坝混凝土施工技术总结

锦屏一级水电站大坝为世界上已建最高混凝土双曲拱坝,坝址区昼夜温差大,料源骨料性能欠佳,对混凝土施工的温控防裂提出了更高要求。介绍了最严格的混凝土施工温控标准,包括浇筑温度控制、封拱温度控制、温度梯度控制及降温速率控制等。同时对砂石加工系统、骨料运输系统、混凝土生产系统及缆机系统的布置进行了阐述。相关经验可供类似工程借鉴。     

特高拱坝通水冷却管网智能联控原型试验研究

开展特高拱坝施工期通水冷却管网的智能联控研究,对确保实现精准、高效的大坝混凝土温控防裂具有重要意义。基于白鹤滩特高拱坝通水冷却智能温控实践,本文系统分析了冷却水的温度、流量、流向等参数满足特高拱坝换热防裂的适应条件,提出了混凝土温控冷却水需求的确定方法,定义了供水保证率的量化评价指标。通过在白鹤滩特高拱坝建设现场开展原型生产性试验,提出了通水冷却管网智能联控的方法,并研发了联控系统,克服了人工手动换向的不确定性,实现了对通水冷却管网温度、压力、流量的实时在线监测和通水流向的智能调控,换热效果更好。现场试验揭示了冷却水管网输送的时空规律,结果表明供水水温沿程变化主要受外界气温与管道保温影响;在制冷容量满足需求的前提下,流量供应主要受供水压力支配。本文成果促进了特高拱坝通水冷却管网智能联控全面应用,也可供同类工程设计与施工参考。     

溪洛渡特高拱坝蓄水初期工作状态评价

本文对溪洛渡拱坝蓄水阶段原型监测成果进行归纳总结,论术了监测数据的同步性、连续性、规律性和收敛性特征,初步评价了大坝的运行状态,基于数值仿真反馈分析,研究了大坝受力变形特性的机理,重点阐述了拱坝库盆沉降、上部谷幅收缩效应,分析了坝踵压应力的合理性。结果表明:溪洛渡拱坝初期蓄水期拱坝变形与水库水位变化过程一致,连续变化且符合客观规律,整体时效变形呈现收敛态势;由于溪洛渡特殊的地质条件,库盆压力对大坝变形影响较大,但不影响整体安全稳定;拱坝应力分布良好,坝肩推力在坝基内扩散明显,处于可控状态。综合分析认为,溪洛渡拱坝蓄水过程安全可靠。     

特高拱坝悬臂高度个性化控制的分析研究

在提出特高拱坝悬臂高度个性化控制概念的基础上,进一步给出特高拱坝施工期全坝段个性化悬臂高度控制的数值分析方法。以国内在建的某特高拱坝为例,考虑自重荷载、温度荷载、混凝土自身体积变形与徐变等因素影响,采用三维有限元方法对其进行仿真分析,研究了不同坝段在不同灌浆高程情况下的最大主应力极值随悬臂高度增加而变化的规律,并给出应力标准控制值下的全坝段悬臂高度控制值分布示意图。研究成果表明:大坝不同部位的悬臂控制高度未呈现可循规律,须实行个性化控制。悬臂高度个性化控制有利于优化施工进度,缩短施工工期,从而按计划实现坝体挡水度汛及预期发电等关键目标。