丹江口大坝加高工程关键技术研究综述

丹江口大坝水利枢纽作为南水北调中线工程的水源工程,其大坝加高工程技术难度在国内外均属少见,无成熟可供借鉴的经验。大坝加高中的关键技术研究难题主要有：新老混凝土结合问题研究、大坝抗震安全问题研究、高水头大坝帷幕耐久性及补强灌浆技术研究三大类。针对关键技术研究难题,在总结前期设计研究成果的基础上,采用理论分析、数值模拟、室内实验和现场试验、原形观测相结合方法,提出具体的对策。     

南水北调中线工程浅层滑坡综合防治研究

为研究南水北调中线工程膨胀土渠坡浅层滑坡的问题,以淅川深挖方膨胀土渠道一级马道以上渠坡为研究对象,分别开展了现场边坡破坏调查、室内试验、数值模拟,对膨胀土渠坡的破坏特征和机理进行了分析。在此基础上,研究提出并实施了边坡土工格栅加筋结合内部排水的综合支护方案,并通过渗流分析、边坡稳定性分析以及模型试验分析了该结构的有效性。研究结果表明,地下水是造成膨胀土渠坡内部土体孔隙水压力增大、有效应力降低以及边坡浅层滑坡的主要原因之一,从而综合支护结构基底和背部排水垫层能有效疏排地下水,降低坡体孔隙水压力。     

双K 断裂准则在丹江口大坝安全性评定中的应用

对工程中出现的裂缝可用双K断裂准则进行裂缝的稳定性分析和结构的安全性评定。本文结合丹江口大坝18坝段上游竖向裂缝在水压力下的稳定性分析,介绍了双K断裂准则应用于工程的具体实施过程。将大坝混凝土钻芯芯样制成的圆柱体楔入劈拉试件,通过试验测定混凝土双K断裂参数,并分别采用三维数值法和解析法算得水压力作用下缝端应力强度因子值。比较缝端应力强度因子值和双K断裂参数的大小及相互关系,获得裂缝的扩展状态,合理指导对裂缝进行有针对性的处理。本文为双K断裂准则的工程应用提供借鉴和参考。     

有限元内力分析的截面网格自动生成技术

针对进行复杂空间结构分析时需要分析其多个截面上的内力,而应用有限元内力法分析时人工准备截面信息难度大的情况,通过对有限元网格进行分析,利用网格的空间几何关系,提出了由计算机自动生成求解有限元内力所需截面信息的方法。结合有限元内力法求得截面上结点的约束内力,进而求得截面上的结构内力(轴力、剪力、弯矩)。通过对各截面交线的处理,将结构内力值以工程需要的形式在截面上表示出来,方便了工程技术人员参考使用。     

台儿庄泵站有限元内力分析

台儿庄泵站是一个多层复杂的空间结构，本文采用有限元内力法求解其不同部位、不同截面处的结构内力。为泵站接规范进行配筋设计提供了依据。针对这类复杂结构截面多、人工准备截面信息难度较大的特点。提出了由计算机生成求解有限元内力所需截面信息的方法，减少了计算工作量。     

膨胀土挖方渠道预支护多排微型抗滑桩设计

通过对南水北调中线工程膨胀土挖方渠道边坡滑坡特点的研究,提出了一种渠道边坡预支护多排微型抗滑桩的加固方式。该桩桩体施工与开挖同时进行,设置多排微型桩分级提供抗滑力。在施工过程中,当开挖至桩顶高程时采用静压设备将微型抗滑桩打入土体,然后再进行下一步开挖。这种支护方式已运用于南水北调中线工程南阳段膨胀土渠坡的加固施工中,监测资料显示加固后边坡位移逐步稳定,加固方式可靠、有效,为类似膨胀土挖方渠道的加固提供了参考。     

已有裂缝重力坝加高后的工作性态

基于瞬态温度场和徐变应力有限元法,对某重力坝加高工程的温度场与应力场进行有限元仿真计算。对老坝体纵向裂缝和新老混凝土接合面的接触问题采用有限元混合法进行模拟,重点分析老坝体纵向裂缝产生的原因,研究坝体加高后对老坝体纵向裂缝以及坝体关键部位的影响,对大坝的加高工程具有一定的参考价值。     

跨活断层隧洞抗错断技术模型试验研究

长大隧洞工程不可避免地要跨越活动断裂带及其影响区域,为减少因断层错动而导致的隧洞结构破坏,抗错断设计是隧洞设计的重要内容。以滇中引水工程香炉山隧洞为背景,对包括铰接设计、扩挖-缓冲层设计以及铰接-扩挖-缓冲层在内的3种抗错断措施进行模型试验研究;从衬砌内部破坏、隧洞整体破坏、衬砌应变方面,对上述3种抗错断措施抗断效果进行了验证评估。研究结果表明：(1)从隧洞衬砌结构内部破坏特征来看,铰接设计与扩挖-缓冲层设计都可以对衬砌起到保护作用。(2)从隧洞整体变形和裂纹分布来看,使用铰接设计增大了隧洞在断层带区域的变形程度,但减小了衬砌本身的破坏;使用扩挖-缓冲层设计不仅减小了隧洞在断层带区域的变形,同时也相对减小了对衬砌本身的破坏,经铰接-扩挖-缓冲层设计的隧洞变形几乎只出现在铰接处,衬砌破坏更小。(3)从隧洞纵向应变分布规律来看,扩挖设计和铰接设计都减小了衬砌的应变,其中铰接设计对衬砌应变的减弱最为突出。相关研究成果可为跨活断裂隧洞实际工程中抗错断方案的选用提供参考。     

重力坝加高的应力和稳定计算方法及控制标准研究

后帮式重力坝加高存在新老混凝土结合面和新老坝块分载的问题,结合面有限结合部分传力时传统的材料力学法和整体刚体极限平衡法不再适用于应力和稳定计算.本文介绍了重力坝加高模拟的有限单元法,提出了新老坝块应力和稳定计算的有限元等效法,以丹江口7#坝段为例进行了不同结合面状态的多工况计算,与弹塑性有限元强度折减法进行了比较.结果...