摘要：水力劈裂是200 m以上高混凝土坝、高碾压混凝土坝需要重点关注的安全隐患。为深入研究高混凝土坝的水力劈裂机理,研发了一种新型混凝土高压水劈裂试件,利用该试件进行了相同条件下水力劈裂及气压劈裂对比试验。研究表明,在静态加压条件下,混凝土发生破坏的水力劈裂水压显著大于气压劈裂的气压,混凝土断裂过程区中水的表面张力对裂缝扩展有抵抗作用。基于试验,提出了水表面张力抵抗劈裂作用的表达式,利用混凝土断裂力学中的裂纹尖端应力强度因子法,构建了考虑水表面张力作用的混凝土水力劈裂模型,该模型计算结果与试验结果吻合良好。应用水表面张力模型分析200 m级重力坝水力劈裂影响,可进一步改进考虑高压水劈裂的特高混凝土坝设计。

摘要：以一座设计阶段的胶结砂砾石坝为例,其坝址处地基覆盖层为砂卵石土层,坝体为胶结砂砾石料,前期运用ANSYS的参数化设计命令流进行二次开发,分别以邓肯-张经典与修正模型作为材料本构模型,对整体结构进行有限元计算,分析其应力变形规律。后期基于实际设计需求,从覆盖层抗压、抗剪两个角度出发,联通ANSYS有限元分析与MATLAB优化模块,通过优化设计与方案评估获得最优坝型,达到材料用量减少(节省11.3%)和地基应力状态改良(抗剪破坏点清除和最大压应力降低9.2%)的目的。

摘要：高压水劈裂是高水压驱动裂缝扩展的一种现象,常是影响涉水工程安全的一大因素。由于高坝需抵挡巨大水头,且混凝土坝具有"无坝不裂"的特性,高压水劈裂也逐渐成为高混凝土坝安全研究的重要内容。为了评价高压水劈裂对混凝土重力坝的影响,本文针对重力坝上游面水平裂缝设计了高压水劈裂试验,并参照重力坝可能承受的工况进行了系列试验,讨论了混凝土强度和应力状态对高压水劈裂的影响。根据试验结果,对有限元模型进行了校核,并用此模型计算了3种不同准则设计的重力坝在高压水劈裂方面的差异。分析表明,目前准则在设计200 m以上重力坝时可能存在高压水劈裂风险,且不同国家的准则对高压水劈裂影响较大,具体优化方案还需对坝体的应力指标进行深入研究。

摘要：本文设计了混凝土试件高压水劈裂模拟试验,可近似模拟无拉、压应力作用下混凝土结构的水力劈裂问题。用试验结果和断裂力学分析校正了有限元分析程序。通过对比分析和有限元计算,研究了大狄克逊重力坝(坝高285m)和假定的坝高216.5m重力坝考虑高压水劈裂的安全问题,结果表明,200m以上的特高重力坝除按无拉应力和抗滑稳定准则设计外,还应考虑高压水的劈裂影响。

摘要：国内外的工程实践、计算分析、模型试验表明,高拱坝,特别是坝高超过200m的特高拱坝,坝踵部位因施工期属于强约束区,运行期应力复杂,常常难以确定是否会在基础或坝体部位出现裂缝,而坝踵部位的裂缝有可能会因为高水压力作用发生水力劈裂而进一步扩展,影响拱坝的正常运行。本文提出了在高拱坝坝踵上游面强约束区设置柔性防渗体系的新思路,提出了大型框架式仿真试验方法,可以模拟300m高水压下的柔性材料防裂漏水问题,并对所推荐的材料进行了仿真试验论证。建议的材料和方案已应用于小湾拱坝工程。

摘要：本文提出了全级配混凝土试件单轴拉、压应力作用下高压水劈裂模拟试验新方法,并运用断裂力学对试验结果进行了分析和参数校核,推导了判定重力坝坝踵是否会发生水力劈裂的分析公式。基于试验、计算分析和国内外高重力坝比较研究,初步给出了评估特高混凝土重力坝是否可能发生高压水劈裂的断裂力学条件,经比较可初步用于评判重力坝抗高压水劈裂能力。基于工程比较研究,提出了200m以上特高重力坝,设计准则中需要考虑高压水劈裂的影响。当前国内外采用的重力坝设计准则,对特高重力坝,尤其是碾压混凝土重力坝,都有可能出现偏于不安全的情况。

摘要：针对胶凝砂砾石坝体材料和新型保护层材料抗渗和抗冻性能展开了试验研究,其中抗冻测试中引入气冻和冰冻两种测试手段以表征胶凝砂砾石抵抗冻融和温度循环的能力。结果表明,未掺加外加剂的胶凝砂砾石180d龄期抗渗可达到W8,90d龄期抗冰冻不足25次冻融循环,气冻350次温度循环后相对动弹性模量仍约65%,抗气冻可到600次以上温度循环。掺加外加剂的胶凝砂砾石相应龄期的抗渗为W12,抗冰冻达75次冻融循环,气冻350次温度循环后相对动弹性模量仍有80%以上。因此建议胶凝砂砾石中采用外加剂,并以长龄期180d为设计龄期。新型保护层材料的研发试验表明,变态胶凝砂砾石、富浆胶凝砂砾石均具有良好的防渗(抗渗等级W10以上)和抗冻能力(F300次冻融循环),可作为胶凝砂砾石坝上、下游防渗抗冻保护层材料。

摘要：简要综述了混凝土重力坝的溃坝问题,推导并分析了重力坝合理断面理论公式,简述了胶凝砂砾石坝采用等腰三角型断面、日本重力坝断面偏大以及上游采用折坡设计等原因,分析比较了200 m以上特高重力坝国内外设计的断面差别。基于分析,指出我国重力坝需基于观测进一步深化大坝抗滑稳定研究,对于200 m以上高坝,则需进一步深化设计准则的探讨。

摘要：本文阐述了胶凝砂砾石坝的起源和发展情况。根据福建街面水电站下游围堰的施工要求,即施工期作为挡水堰,运行期作为量水堰,设计了围堰坝体的断面,对堰体的应力、稳定和渗流进行了分析,提出了材料的性能参数要求,并探讨了胶凝砂砾石材料的渗透溶蚀性能。研究结果表明,采用当地天然砂砾石,掺入水泥和粉煤灰各40kg/m3,其180d龄期抗压强度等级可达到C7.5,并满足围堰的力学、稳定、防渗和抗溶蚀要求,缩短了工期,降低了造价。

摘要：胶结颗粒料坝的概念于2009年提出并于2012年在国际发表,我国胶结颗粒料坝行业技术标准于2014年得到批准。本文综述了胶结颗粒料坝的研究进展,重点以胶凝砂砾石坝为例,阐述了断面设计、材料配比和性能试验方法和施工质量控制方面的理念和进展,给出了胶凝砂砾石和胶凝人工砂石的强度、渗透性、抗冻性和绝热温升等试验结果和工程应用实例,归纳总结了胶结颗粒料坝的筑坝基本原则。已建工程实践表明,胶结颗粒料坝具有安全、经济、环境友好等优点,从工程实践看,可以节约投资10%-20%,安全性高、漫顶不溃,并可缩短建设周期,有利于环境保护和水土保持,具备一定的适应性和优越性,为面广量大的中小型水库大坝工程建设提供了新的坝型选择。