浆砌石重力坝加高中弹性模量的影响
混凝土砌石重力坝技术在水利施工中的应用

混凝土砌石重力坝技术在水利施工中的应用随着水利施工技术的进步,诸多新技术开始在我国水利工程建设领域崭露头角,其中浆砌石重力坝以其高密实性、高强度的优势得到了广泛的认可。
浆砌石重力坝有效结合了防渗混凝土同浆砌石的优势,从防渗、抗腐蚀方面提高了水利大坝的综合性能。
针对这一问题,文章主要针对该技术进行了简要分析。
标签:防渗心墙;砌石重力坝;水利施工坝体施工是水利工程中的重点也是难点,而浆砌石重力坝施工技术在坝体施工中展现出了巨大的优势,文章以某水利工程为例展开分析,该工程坝体设计高程为160m,坝高设计最大值为7.8m。
在非溢流坝段也采用浆砌石挡水墙,墙顶的宽度为2.3m,顶部高度为153.6m。
1 技术应用1.1 测量放样坝体施工测量人员应当具相关专业知识及工作经验,且上岗工作应当取得相应工作资质。
实际的测量放样工作需要严格依照规定程序,使用合理的测量工具进行。
在水利施工中,常用的测量工具有全站仪、水准仪。
完成测量后,测量人员应当依照测量的设计坐标尺寸,结合实际测量结果进行放样,并且需要注意综合考虑施工现场的实际情况,对控制点误差进行降低。
并且测量中还应当对基准点、基准线进行保护,从而避免客观原因、主观原因等造成的测量防线误差,降低损失率。
1.2 基础开挖严格依照施工设计,配合使用人工开挖和机械开挖的方式进行坝基开挖,确保坝基开挖到达完整岩石层面。
完成坝基开挖作业后还应当对开挖造成的破碎带以及自然破碎带进行清理,一般破碎带的处理采用人工开挖的方式。
并确定坝基中心轴线,挖出齿槽,齿槽位置应当以坝轴线±0.3m为界,在新鲜岩石层面0.5m 深处。
完成齿槽开挖后进行冲洗清理,并对岩石层表面进行浸润。
完成上述步骤后,铺设水泥砂浆,保证铺设厚度不小于50mm。
有相关质量检验单位对开挖基础进行检验,待检验合格后可以在水泥砂浆上铺设C25混凝土,为了保证坝体稳定,混凝土厚度应当不小于50cm,且齿槽部分铺设混凝土厚度为1.0m。
重力坝、拱坝、土石坝三种坝体的防渗处理

重⼒坝、拱坝、⼟⽯坝三种坝体的防渗处理重⼒坝、拱坝、⼟⽯坝三种不同坝体的防渗处理摘要:分析重⼒坝、⼟⽯坝、拱坝出现渗漏原因,采取相应措施⼀、重⼒坝渗漏分析与防渗处理⼀)、重⼒坝渗漏分析1、重⼒坝是⽤浆砌⽯(grouted rubble)或者混凝⼟(concrete)材料建筑⽽成的挡⽔建筑物,其剖⾯⼀般做成上游⾯近于垂直的三⾓形断⾯,主要依靠坝体的重量,在坝体和地基的接触⾯产⽣抗剪强度或者摩擦⼒,来抵抗⽔库的⽔平推⼒,以达到稳定的要求;同时,也依靠坝体的⾃重产⽣的压应⼒,来抵消由于⽔压⼒所引起的坝体上游侧的拉应⼒,以满⾜坝⾝强度的要求。
2、由于混凝⼟与岩体都是透⽔材料,加上施⼯⽅法、施⼯过程存在差异,故此渗流不可避免⼆)、重⼒坝防渗处理地基处理时重⼒坝防渗处理的关键,坝基的固结灌浆和帷幕灌浆是坝基防渗处理的主要措施。
1、重⼒坝坝基固结灌浆1)、⽬的:△减少坝基的渗透性(permeability),减少渗透量;△提⾼基岩的整体性和弹性模量(modulus of elasticity),减少基岩受⼒后的变形(deformation);△提⾼岩体的抗压强度和抗剪强度;△在帷幕灌浆前的固结灌浆,可提⾼帷幕灌浆的灌浆压⼒。
2)、固结灌浆的设计:①灌浆范围:依坝⾼和岩基裂隙分布情况⽽定。
—⾼坝或者裂隙发育,坝基全部灌浆,并适当加⼤范围。
—裂隙很不发育,只在坝踵或者坝趾处灌浆—只在坝踵处固结灌浆,以加⼤帷幕灌浆的压⼒—溶洞、溶槽部位,除回填外,应对顶部及周围进⾏固结灌浆。
②排孔形式:梅花形或者⽅格形,对较⼤的断层和裂隙应专门布孔。
③间距:根据地质条件,并参照灌浆试验确定,⼀般为3~6m④孔深:⼀般为5~8m,局部区域及坝基应⼒较⼤的⾼坝基础,可适当加深,帷幕灌浆区附近,与帷幕灌浆配合,可适当加深,⼀般为8~15m。
⑤灌浆压⼒:以不掀动岩⽯为原则,取较⼤值。
施⼯时,应加强监测。
⼀般⽆盖重时0.2~0.4Mpa,有盖重时0.4~0.7Mpa 2、重⼒坝坝基帷幕灌浆1)、⽬的:降低坝底渗透压⼒;防⽌坝基内产⽣机械或者化学管涌;减少坝基和坝肩渗透流量2)、灌浆材料的选择:①⽔泥灌浆●裂隙宽度>0.1mm,地下⽔流≮600m/昼夜,地下⽔对⽔泥⽆危害性的侵蚀作⽤,采⽤⽔泥灌浆。
混凝土弹性模量影响因素分析及运用研究

混凝土弹性模量影响因素分析及运用研究摘要:弹性模量是混凝土结构重要的力学性能,反映混凝土所受应力与所产生应变之间的关系,是计算钢筋砼温度应力所必需的参数之一。
在施工过程中,经常出现混凝土强度达到设计要求而弹性模量偏低,使混凝土构件变形较大而不能正常使用,一般来说混凝土材料的强度、弹性模量等特性会随时间的延续呈规律性变化,本文旨在分析混凝土弹性模量的影响因素以及具体运用方略。
关键词:混凝土弹性模量;影响因素;应用引言作为混凝土结构设计的重要依据,弹性模量是钢筋混凝土结构的重要的力学性质,反映混凝土所受应力与所产生应变之间的关系.按照传统的方法,通常要对混凝土试件进行28d标准养护,通过测试,方可获得弹性模量.对于施工现场来说,在获悉弹性模量之前,常常已经浇灌了某种配合比的大量的混凝土,而不知道它是否满足要求.相反,如果能在浇筑混凝土后数小时内得到其预期的28d弹性模量,就可以采取包括调整配合比等措施来控制混凝土的质量.采用压电阻抗技术预测混凝土的早期弹性模量,对提高施工质量和进度具有实用价值.压电陶瓷电-机阻抗技术以其对结构初始损伤敏感、对外界环境影响的免疫力强等特点得到了越来越多的关注。
1、混凝土弹性模量的影响因素分析1.1、骨料颗粒形状对混凝土弹性模量的影响碎石的粒形和针片状对弹性模量有一定影响。
用颗粒级配均匀、针片状少的骨料可提高混凝土弹性模量。
1.2、骨料材质对混凝土弹性模量的影响用石灰石材质骨料拌制的混凝土比用花岗岩材质骨料拌制的混凝土的弹性模量要高得多,这可能与岩石的单轴压缩应力-应变特性有关,花岗岩属塑-弹性岩石,石灰石属弹-塑性或弹性岩石。
1.3、养护方式对混凝土弹性模量的影响按基准混凝土配合比用量,采用不同碎石、不同养护方式制作试件进行试验。
试件的养护方式分别为:方法一是标准养护14d;方法二是成型8h后蒸汽养护12h后自然养护共14d;方法三是随梁自然养护14d(室外温度在6℃~18℃之间,相对湿度小于40%)。
浅谈浆砌石重力坝二期加高培厚工程应注意的几个关键技术环节

践, 介绍 了该工程导流方案 的设计和优化 、 开挖 、 新老结合面 的技术处理及采取 的温控措施等 , 供类 似工程参 考。 关键词: 温度应力 ; 宽缝 ; 温控 ; 扩建工程 ; 英那河水库
T t : o e c nc l su si e p n i mj t f a o r r v y d m / H NG Y n c e g Z A in - n i e S mek y t h i s e x a s n p e s ny ga i a / y Z A a - h n , H O L a g mi l e ai n o com t b
张延 成 赵 良敏 , 兆君 , 杨 (. 1 庄河 市水库移 民后 期扶持 工作 办公 室, 宁 大连 16 0 ; 辽 14 0
2 . 市水土保持 站 , 宁 大连 16 00 庄河 辽 40) 1
摘 要: 水库 扩建工程 与新建 工程存在 一些技术 差异 。结合英那 河水库 大型混凝 土砌石重 力坝加 高培厚工 程实
Ke r s t eaueseswd ittm ea r cnrlepninpoetYn n vreevi ywod :e rtr rs; ieon;e p r ue ot ;xa s rjc iga ie sr r mp t j t o o ; r r o
中图分类号: V6 1 2 T 4. 3
3 5 其 中左 挡 水 坝段 长 133 右 挡水 坝 段 4 . m, 5 2 . m, 3
长 171 I 0 .7T 溢流坝段长 15r。挡水坝段 由 6 . 1, 1 l f 80 i 0n
高 程加 高至 8 . 高程 , 高 1.0 溢流 坝段 由 31 i 0n 加 51 m; 5. 90 m高程加 高至 7 . 高程 , 高 1. 。溢 0 26 i 0n 加 36 i 0n
水工建筑物考试填空题【范本模板】

(1)组成水库枢纽的“三大件”包括(挡水)、(泄水)和(引水)等类型建筑物。
(2)重力坝按其结构型式分类,可分为(实体重力坝)、(宽缝重力坝)和(空腹重力坝)三种.(3)土坝的上游坝坡一般(小)于下游坝坡,这是因为(上)游坝坡受水的影响,其抗剪指标(小)于(下)游坝坡。
(4)土坝的垂直防渗措施一般有(截水槽)、(混凝土防渗墙)、(灌浆帷幕)、(混凝土截水墙)(高压喷射灌浆)等五种基本型式.(5)一般情况下,气温低于封拱温度时,对拱坝坝体应力(不)利,但对坝肩稳定(有)利.(6)由概率极限状态设计时,对重力坝应分别按(承载能力)极限状态和(正常使用)极限状态进行强度验算。
(7)隧洞衬砌所受的弹性抗力与其刚度有关,衬砌刚度越(大),弹性抗力就越(大)。
(8)利用挑流消能时挑坎出口的(水流流速)越(大),挑距越(远),而挑射水流对下游的冲刷深度主要取决于(流速)。
(9)水闸是一种低水头建筑物,既(挡水)又(泄水)。
(10)船闸一般由(闸室),(上下游闸首)和(上下游引航)几部分组成。
(14)碾压混凝土重力坝是用水泥含量比较低的超干硬性混凝土,经___碾压______而成的混凝土坝。
(15)拱坝的应力分析方法:_拱梁法___拱冠梁法_、__纯拱法______圆筒__、____有限单元法______。
(16)根据土石坝施工方法的不同,可将土石坝划分为以种:碾压式、抛填式堆石坝、水中填土坝、水力冲填坝、和定向爆破堆石坝等。
(17)闸基渗流计算的方法有流网法、改进阻力系数法、直线法(18)泄槽轴线与溢流堰轴线接近平行的岸边溢洪道,称为侧槽溢洪道。
(19)拱渡槽主拱圈结构的基本尺寸是跨度、矢高比、拱脚高程、拱宽。
(20)护坦的作用是消减水流的动能.1、挑流消能一般适于(基岩较坚固的中高溢流坝) 。
挑射角度一般为20°—25°若挑射角度加,(挑射距离)增大,且( 冲坑)加深。
2、(地震烈度)表示地震对建筑物的影响程度. (烈度)越大,表示对建筑物的破坏(越大),抗震设计要求越高。
混凝土动态弹性模量对重力坝地震反应的影响分析

混凝土动态弹性模量对重力坝地震反应的影响分析李德玉;陈厚群【摘要】现行水工抗震规范中规定,大坝混凝土动态弹性模量在静态弹性模量基础上提高30%.这一规定体现的是混凝土瞬时模量与持续模量的差异,而非加载速率的影响.根据国内相关混凝土坝设计规范,持续模量约为瞬时模量的0.67倍,亦即瞬时模量可较持续模量提高50%.本文结合不同高度的重力坝,从大坝自振特性、动位移、动应力及静动综合应力诸方面进行比较分析,论证两种动态弹性模量取值的影响.结果表明:坝体动态弹性模量提高率从30%增至50%后,对重力坝动力特性及地震反应的影响很小.【期刊名称】《中国水利水电科学研究院学报》【年(卷),期】2012(010)002【总页数】5页(P81-85)【关键词】重力坝;动态弹性模量;动力特性;地震反应【作者】李德玉;陈厚群【作者单位】中国水利水电科学研究院工程抗震研究中心,北京100048;中国水利水电科学研究院工程抗震研究中心,北京100048【正文语种】中文【中图分类】TV642.31 研究背景大坝混凝土动态弹性模量是影响重力坝动力特性及地震反应的重要参数。
现行《水工建筑物抗震设计规范》(DL5073-2000)[1]中规定,混凝土动态弹性模量(瞬时模量)在静态弹性模量(持续模量)基础上提高30%。
国内外近期进行的全级配大坝混凝土的试验成果表明[2],加载速率对混凝土弹性模量的影响远不如对混凝土强度的影响显著,可以忽略不计。
因此,上述规定体现的是混凝土瞬时模量与持续模量的差异,而非加载速率的影响。
另外,根据国内相关混凝土坝设计规范,大坝混凝土持续模量约为瞬时模量的0.67倍[3],亦即混凝土动态弹性模量应在静态弹性模量基础上提高50%。
本文根据文献[4]给出的不同高度的重力坝剖面,采用重力坝抗震设计的基本分析方法—材料力学法进行动力分析,从坝体自振特性、动位移和动应力等方面综合论证坝体混凝土动态弹性模量不同取值对大坝动力特性及地震反应的影响。
浆砌石在水利施工中应用的问题及对策

浆砌石在水利施工中应用的问题及对策水利工程是指利用水资源进行治理和利用的一种工程,是保障国家安全,维护国家稳定的重要工程。
而在水利工程中,浆砌石被广泛应用于渠道、水库、堤防等建筑中,其在水利工程中的作用不可替代。
在浆砌石在水利施工中的应用过程中,也存在一些问题,如材料质量控制,工艺技术标准,施工工艺等方面,需要我们在实践中进行改进与解决。
本文将就浆砌石在水利施工中应用的问题进行探讨,并提出相应的对策措施。
一、问题分析1.材料质量控制不到位在水利工程施工中,浆砌石的质量直接关系到其承载能力和使用寿命。
然而在实际施工中,由于浆砌石生产企业的水平参差不齐,导致其产品质量参差不齐,这就为施工质量埋下了隐患。
比如有的浆砌石含水率过高,经受一段时间的太阳暴晒后容易开裂,影响施工进度和质量,甚至会出现安全隐患。
2.工艺技术标准不统一在浆砌石的生产过程中,有些小型生产企业并没有完善的生产工艺技术标准,导致浆砌石生产过程中不规范。
由于浆砌石在水利工程中主要承受水流、波浪及风吹等外力作用,因此产品质量的好坏对工程的安全性有着非常重要的影响。
而在生产过程中,如果浆砌石的表面平整度和坚固度达不到标准要求,则会对施工质量和水利工程的使用寿命造成影响。
3.施工工艺不当浆砌石在施工过程中,工艺技术对石块的堆砌、粘贴以及压实等过程要求极为严格。
然而在实际施工中,由于施工人员的技术水平参差不齐,工艺不到位,导致了工程质量参差不齐。
施工现场环境不达标,采用的砂浆质量不符合要求,对于浆砌石的粘贴及压实过程采取了不当的操作方式,导致施工后石块的稳定性不足,易造成浆砌石倒塌。
二、对策措施对于浆砌石的生产企业,应采取一系列措施来加强其产品的质量控制。
比如在生产过程中,严格控制石块的含水率,采取科学的晾晒方式,增强石块的抗裂性和抗压性;建立健全质量管理体系,对产品进行严格检测,提高产品的质量稳定性。
对于一些质量不合格的浆砌石,应及时予以淘汰和更换。
浆砌块石重力坝弹性模量两种反演方法对比研究

浆砌块石重力坝弹性模量两种反演方法对比研究刘建彪【摘要】The Dam of Shenzhen Chiao Reservoir is a concrete masonry gravity dam,and the material parameters have been changed af-ter years of operation.Based on measured data,this paper firstly uses support vector machine algorithm and particle swarm optimization to inverse the current elastic modulus of the dam.The results of two methods are close,and can be authenticated by each other.It indi-cates that the inversion results are correct and the above two methods are feasible in the inversion analysis of concrete masonry gravity dam.%深圳赤坳水库的大坝为浆砌块石重力坝,经过多年运行,材料参数已经发生变化。
为反演大坝目前的弹性模量,首次采用支持向量机和粒子群反演方法进行对比研究,利用实测数据进行大坝弹性模量反演。
两种反演方法结果接近,相互验证说明反演结果是正确的,同时也说明了上述两种方法在浆砌块石重力坝的反演分析工作中的可行性。
【期刊名称】《人民珠江》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】4页(P59-62)【关键词】参数反演;粒子群算法;支持向量机算法;弹性模量【作者】刘建彪【作者单位】深圳市三洲田·铜锣径水库管理处,广东深圳 518118【正文语种】中文【中图分类】TV641.30 前言在大坝安全性评价中,材料物理力学参数的确定是一项十分重要的内容,是大坝变形和稳定计算的前提。
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浆砌石重力坝加高中弹性模量的影响田静,罗全胜(黄河水利职业技术学院,河南,开封,475001)摘要:本文通过对宝泉电站下水库大坝的二维有限元分析,讨论了浆砌石重力坝加高的过程中,新老坝体弹性模量的差异性对坝体位移及坝体受力的影响。
为大坝加高工程的进一步分析奠定基础。
关键词:弹性模量;浆砌石重力坝加高;有限元The Effet elastic modulus of in Heightening Cement-Rubble Gravity DamTian Jing,Luo Quan-sheng(Y ellow river conservancy technical institute, henan, kaifeng, 475001) Abstract: In this paper, by analyzing the result calculated by finite element method in dam of BaoQuan reservoir, the effect of elastic modulus on deformation and stress is discussed in heightening cement-rubble gravity dam. This will provide a theory structure for a further analys is in heightening cement-rubble gravity dam.Key Words: elastic modulus; heightening cement-rubble gravity dam; finite element method.随着人们对水电资源的需求增加,而适合建坝的新坝址越来越少,已建大坝的加高,将成为未来大坝建设的重点。
大坝加高在国外已有许多工程实例,如日本的王泊坝,美国的也尔齐坝,印度的科伊纳大坝。
我国大坝加高的实例相对较少,位于大连市郊的英那河大坝加高,丹江口大坝的加高。
大坝加高会带来一些问题,例如坝踵应力恶化问题,新老混凝土结合问题等。
上世纪60年代推倒出了大坝加高附加应力的材料力学和弹性力学方法,目前的大坝加高计算主要采用仿真分析的方法。
无论采用何种方法分析,准确的确定新老坝体的弹性模量至关重要。
在大坝加高的过程中,一方面老坝体已处于稳定状态,弹性模量难以准确给出,另一方面新坝体(后期加高部分)与老坝体的材料特性存在差异,新老坝体弹性模量存在差异性。
老坝体弹性模量的不确定性和新、老坝体弹性模量差异性对坝体受力及坝体位移的影响值得研究。
本文通过对宝泉电站下水库大坝的二维有限元分析,讨论了大坝加高的过程中,新老坝体弹性模量的差异性对坝体位移及坝体受力的影响。
1 计算条件1.1 基本情况宝泉抽水蓄能电站下水库利用已建的宝泉水库进行加高加固而成,主要建筑物为浆砌石重力坝,最大坝高107.5m,为国内最高的浆砌石重力坝,而且宝泉水库大坝已经经历了三次加高,老坝存在坝体砌筑不密实,新老砌体异弹模等问题。
溢流坝段、河床挡水坝段和岸坡挡水坝段的纵剖面见图1、图2、图3。
计算中采用的材料特性见表1。
图1 溢流坝段剖面图图2 河床挡水坝段剖面图图3 岸坡挡水坝段剖面图表1 材料物理特性材料或部位物理量计算取值单位备注坝体容重γs 2.30 t/m3基岩容重γs基2.63 t/m3溢流面板混凝土弹性模量E230.00 GPa基岩弹性模量E320.00 GPa浆砌石体泊松比ν10.200 新、老坝体混凝土泊松比ν20.167 新、老坝体基岩泊松比ν30.3001.2 计算工况根据实验数据,老坝体弹性模量在6.5GPa~7.5GPa之间,新坝体弹性模量在5.0GPa~9.0GPa 之间。
由于弹性模量的不确定性,为了研究弹性模量对坝体受力及坝体位移的影响规律,计算时新老坝体弹性模量在其区间内各取3个值。
老坝体弹性模量为6.5GPa、7.0GPa、7.5GPa,新坝体弹性模量为5.0GPa、7.0GPa、9.0GPa,分析时将有9种弹性模量组合。
在大坝加高过程中,水库蓄水位的变化对坝体受力及坝体位移产生影响。
结合宝泉下水库大坝具体情况,确定244m、252m、255m、260m四种蓄水位,分别对溢流坝段、河床挡水坝段和岸坡挡水坝段进行研究。
3个典型断面分别对应4种蓄水位和9种弹性模量组合,最终形成54(2×4×9)种计算工况。
计算工况见表2。
表2 计算工况坝段蓄水位(m)计算工况244 252 255 260溢流坝段6.5/5.0 6.5/7.0 6.5/9.07.0/5.0 7.0/7.0 7.0/9.07.5/5.0 7.5/7.0 7.5/9.0老坝体弹性模量/新坝体弹性模量(GPa)3个典型坝段4种蓄水位9种弹性模量组合108种计算工况河床挡水坝段岸坡挡水坝段1.3 计算荷载每中工况考虑坝面水压力、坝体自重、泥沙压力和扬压力四种荷载。
1.4 计算模型建立了溢流坝段、河床挡水坝段和岸坡挡水坝段3个典型坝段共108种工况的断面二维有限元模型,各坝段中的廊道周边单元网格进行了局部加密。
溢流坝段、河床挡水坝段坝段及岸坡挡水坝段的二维有限元模型见图4、图5和图6。
图4 溢流坝段坝体二维有限元模型/图5 河床挡水坝段二维有限元模型图6 岸坡挡水坝段二维有限元模型2 计算结果分析对计算结果的分析可知,新、老坝体弹性模量对坝体垂向应力σy有较大影响,水位越高影响越大。
但同一典型坝段同一弹性模量组合情况下,坝体应力及位移随蓄水位的变化规律基本一致。
因此仅分析正常蓄水位(260m)时在不同弹性模量组合情况下,坝体应力及位移的变化规律。
重点对3个典型坝段的坝顶总位移及其坝踵和坝址的垂向正应力σy随弹性模量的变化规律进行了分析。
2.1弹性模量对坝体受力的影响从表3、表4和表5的计算结果分析中可知,溢流坝段正常蓄水位时,新、老坝体弹性模量对坝踵(FH)垂向正应力σy影响最大,最大绝对变幅达到了151.58kPa,相对变幅为91.25%;对坝趾(FT)垂直正应力σy的影响相对最小,垂向正应力最大绝对变幅为16.01kPa,相对变幅为0.39%;对新、老坝体接触面中心垂向正应力影响较小,最大绝对变幅为65.71kPa,最大相对变幅为11.10%。
河床挡水坝段正常蓄水位时,新、老坝体弹性模量对坝踵(FH)σy影响最大,最大绝对变幅达到了333.93kPa,相对变幅为389.92%;对坝趾垂向正应力的影响较小,垂向正应力最大绝对变幅为93.39kPa,相对变幅为5.84%;对新、老坝体接触面中心垂向正应力影响最小,垂向正应力最大绝对变幅为24.02kPa,最大相对变幅为3.72%。
岸坡挡水坝段正常蓄水位时,新、老坝体弹性模量对坝踵(FH)σy影响最大,垂向正应力最大绝对变幅达到了292.95kPa,相对变幅为96.51%;对坝趾垂向正应力的影响较小,垂向正应力最大绝对变幅为282.38kPa,相对变幅为23.56%;对新、老坝体接触面中心σy影响最小,垂向正应力最大绝对变幅为22.46kPa,最大相对变幅为11.82%。
表3 溢流坝段坝计算结果表5 河床挡水坝段计算结果溢流坝段坝踵与坝趾的垂向正应力随新、老坝体弹性模量的变化规律见图7、图8。
图7表明,坝踵(FH)垂向正应力σy随老坝体弹性模量的增加而增大;图8表明,坝趾(FT)σy随老坝体的弹性模量增加而减小,这与坝踵的变化规律相反。
新坝体弹性模量对坝踵、坝趾的σy影响均很小。
河床坝段坝踵(BH)、坝趾(BT)垂向正应力随老坝体弹性模量提高而增加,新坝体弹性模量的改变对坝踵、坝趾影响很小。
与溢流坝坝段规律相同。
岸坡坝段坝踵(BH)、坝趾(BT)σy随弹性模量的变化规律见图9、图10。
与溢流坝段、河床坝段相反,岸坡坝段各个观测点垂向正应力对新坝体弹性模量的变化较敏感,老坝体弹性模量的影响可以忽略。
坝踵出现了垂向拉应力,并且拉应力随新坝体弹性模量的提高而减小,坝趾σy随新坝体弹性模量的提高而减小。
图7溢流坝段坝踵垂向应力随弹模变化规律(水位:260m)图8溢流坝段坝趾垂向应力随弹模变化规律(水位:260m)图9 岸坡坝段坝踵垂向应力随弹模变化规律(水位:260m )图10 岸坡坝段坝趾垂向应力随弹模变化规律(水位:260m )2.2弹性模量对坝体位移的影响上游坝肩的总位移22yx δδδ+=。
在正常蓄水位情况下,溢流坝段和河床挡水坝段上游坝肩总位移随弹性模量的变化规律见图11、图12、图13。
从图中可以非常明显地看出,坝体总位移随着弹性模量的增加而减小。
溢流坝段与河床坝段,老坝体的弹性模量对坝体位移影响较大。
因为,溢流坝段与河床坝段的新坝体均是在老坝体的基础建造建造的,老坝体相当于新坝体的基础,并且新加高部分相对较低,水压力作用相对较小。
岸坡坝段新坝体弹性模量的改变对坝体总位移影响较大。
因为,岸坡坝段新坝体基本是在基岩上建造的,老坝体所占比重几乎可以忽略不计。
图11 不同弹性模量组合时溢流坝段坝肩位移δ(水位260m)图12不同弹性模量组合时河床坝段坝肩位移δ(水位260m)图13不同弹性模量组合时岸坡坝段坝肩位移δ(水位260m)3 结语(1)当新老坝体材料弹性模量在一定允许范围内变化时,随着坝体弹性模量的增加,坝体的整体刚度增加,坝体的总位移随之减少。
(2)坝体内部垂向正应力对新老坝体材料弹性模量变化不敏感;坝踵、坝址的垂向正应力对新老坝体材料弹性模量变化敏感。
敏感度和新加高部分与老坝体比例密切相关。
(3)选择新坝体的材料时,应尽量使新老坝体材料相同,将有效降低由于弹性模量差异使老坝体承受更多荷载,导致坝踵应力恶化。
(4)施工中,应充分重视新老坝体结合面的施工质量,使老坝体和新坝体能作为一个整体来承受荷载。
(5)设计中,条件允许应进行试验来确定老坝体的准确的弹性模量,新坝体采用较小弹性模量,使结果偏于安全。
参考文献[1]张国新,朱伯芳,吴志朋. 重力坝加高的温度应力问题. 水利学报. 2003年5月,第5期[2]李宁,庞海臻,赵剑. 重力坝分期加高技术概述. 水利水电技术. 2004年第3期第35卷[3]Hollinggworth F. Druyts FHWM. The raising and strengthening of concrete gravity dams[J]. 13th Int. Congress on Lager Dams, 1979,1:298-310[4]李文珍,李勇,雒翠. 浅谈混凝土重力坝分期加高中存在的问题及分析方法.中国水运(学术版). 2006,6(7)。