三种堰塞坝溃口发展及最大溃决流量公式拟合

通过对汶川地震所产生的上百座堰塞湖调查发现,堰塞坝按照其组成大致可分为均质细坝、均质粗坝及分层坝。对三种堰塞坝分别开展了8次漫顶溃决试验研究,根据对溃坝过程的摄影记录,采集到溃口宽度、深度和最大溃决流量等实时试验数据,并以美国水道试验站公式为基础拟合出3种具有针对性的堰塞坝的最大溃决流量公式,该成果可对堰塞湖应急处置、预警、避险等决策提供技术支持。     

深厚覆盖层上高心墙堆石坝坝顶开裂特征及原因研究

国内多座深厚覆盖层上兴建的高心墙土石坝坝顶均出现不同程度的开裂,对坝体的长期安全稳定构成威胁,受到业内广泛关注。通过地质雷达、高密度电法等物探技术确定某高心墙堆石坝顶裂缝时空分布情况,根据变形实测资料分析了其变形破坏特征,并结合工程建设情况、结构特征、运行情况等对开裂原因进行分析。结果表明坝顶裂缝产生的根本原因是土体承受的应力超过其抗拉强度或抗剪强度后而发生的破坏,直接原因为坝顶的不均匀沉降,其中水荷载、湿化变形、蓄水速度、坝顶材料特性是坝顶不均匀沉降的关键影响因素。     

飞来峡土坝基于强度储备有限元法

首次将强度储备有限元法的计算成果应用于安全监控。首先经二元二次多项式拟合得到坝体出现屈服区、屈服区初步形成滑坡体和坝坡失稳破坏三种状态时对应的坝顶水平位移与上下游水位的关系表达式。在此基础上考虑温度影响和时间效应,考虑引起坝体较大变形的各种不利工况并进行可能的组合,根据相应的有限元计算,结合以水平位移实测资料为基础的分析,建立了坝体发生破坏的三种状态对应的水平位移混合模型,拟定了对应的坝顶水平位移的安全监控指标,为枢纽工程安全运行提供了重要依据。     

飞来峡土坝基于强度储备有限元法的安全监控指标拟定

首次将强度储备有限元法的计算成果应用于安全监控.首先经二元二次多项式拟合得到坝体出现屈服区、屈服区初步形成滑坡体和坝坡失稳破坏三种状态时对应的坝顶水平位移与上下游水位的关系表达式.在此基础上考虑温度影响和时间效应,考虑引起坝体较大变形的各种不利工况并进行可能的组合,根据相应的有限元计算,结合以水平位移实测资料为基础的分析,建立了坝体发生破坏的三种状态对应的水平位移混合模型,拟定了对应的坝顶水平位移的安全监控指标,为枢纽工程安全运行提供了重要依据.     

汛前注意检修,汛期加强防护, 确保小型水库安全渡过汛期

防止洪水漫坝洪水漫坝的原因很多,主要有:1.坝顶高程不够。2.高水位时风浪扩度(回水长度)增大,遇到大风,浪高水壅,如原坝超高过小,便会造成漫溢坝顶。3.汛期暴雨,洪水超过原设计标准。4.溢洪道发生事故而堵塞,泄水不及。5.土坝基础为淤泥类,或筑坝土质较差,坝身有很大沉陷,而平时又疏于检查,未加培修。处理办法:可迅速加高坝顶,或抢修子埝,制止洪水漫顶。方法一般有:1.纯土子埝法:如图1     

梯级水库群洪水溃坝模拟

以某河流的7个梯级水库为研究对象,合理地拟定各梯级水库不同大坝类型(土石坝、拱坝、混凝土重力坝)的溃决形式、溃口发生过程及形态,针对各类型水库漫顶即溃坝和土石坝漫顶溃坝,拱坝、重力坝漫顶过流不产生溃坝两种极限状态,运用Dam Break溃坝模型原理,计算主汛期超标准洪水和后汛期超标准洪水时梯级水库的连锁响应以及溃坝洪水向下游库群的演进过程.分析流城内各水库清坝发生的因果关系,并得出各水库溃坝发生的相对时间及各特征断面的最高水位、流量等特征值.汛期超标准洪水时流城梯级水库的溃坝模拟分析结果,为降低大坝风险、制定应急预案和防灾减灾提供了科学的决策依据.     

基于变形倾度的高心墙堆石坝坝顶开裂影响因素分析

高心墙堆石坝因赋存环境复杂,载荷大、应力水平高,坝体安全受到广泛关注.实际工程中坝顶开裂现象时有发生,影响大坝的防渗和稳定,分析和研究影响坝顶开裂的相关因素对大坝设计和运行具有重要意义.基于此,通过对比典型大坝开裂前后坝顶变形倾度的变化规律,将变形倾度作为衡量指标进行了高心墙堆石坝坝顶开裂的影响因素分析.基于多座已建高...     

飞来峡18#坝段坝顶水平位移安全

飞来峡水利枢纽是以防洪为主的大型水利工程，利用观测资料建立数学模型并确定安全监控指标，对于工程安全运行及防洪调度具有重要意义。叙述了混合模型建立的基本原理和方法。运用弹塑性理论，采用平面有限元计算模拟了蓄水过程，分析研究了飞来峡大坝18#坝段坝顶水平位移在各种可能水位组合情况下的变化规律，建立了坝顶水平位移与上下游水位的确定性关系模型，利用实测资料建立了该坝段坝顶水平位移的混合模型。经检验，模型质量较好。利用混合模型拟定了安全监控指标，并据此反演了该坝段混凝土弹性模量。所建立的安全监控指标和反演的坝体弹性模量可为枢纽工程安全运行及防洪调度提供重要依据。     

考虑Copula-LM-HMS耦联的台风情境下大坝洪水漫顶风险率计算

气候变化下台风风暴潮出现频次增加,形成的暴雨洪水对水库大坝安全产生极大威胁。由于部分地区实测流量资料缺少,基于雨量资料的随机模型与水文模型耦合模拟洪水过程线的研究亟待发展。针对现有小流域流量资料缺少问题,研究了基于降雨随机模型与水文模型的Copula-LM-HMS耦联模型,来模拟入库洪水并计算水库大坝洪水漫顶风险率。该模型通过Copula函数与拉丁超立方-蒙特卡罗抽样（Latin Hypercube-Monte Carlo Simulation）生成流域多组7日降雨数据,并通过变倍比放大法缩放处理得到相应降雨序列,利用HEC-HMS水文模型模拟洪水过程线并结合调洪演算得到坝前最高水位,同时考虑风浪作用来模拟台风情景下的库水位变化情况,计算大坝洪水漫顶风险率,并分析不同组合条件对洪水漫顶风险率的影响。余姚市四明湖水库实例分析表明,构建的Copula-LM-HMS耦合模型计算得到的拦河坝在未来台风情境下无漫顶风险,自溃坝最小漫顶风险为0.22%,最大漫顶风险达到2.68%;洪水漫顶风险与降雨分布及起调水位有关,同时风浪作用对洪水漫顶风险影响较大。基于耦合模型进行中小流域洪水漫顶风险率计算,...     

分区填筑标准对高心墙堆石坝坝体变形协调及安全性影响研究

基于分区填筑相对密度指标，研究了某300 m级高心墙堆石坝坝体变形协调及安全性。对大坝进行三维弹塑性固结有限元分析，从坝体变形协调、心墙应力拱效应、水力劈裂和坝顶裂缝等方面评价了大坝安全。结果表明，盲目提高各分区填筑标准并不能使坝体各分区变形协调，而适当降低过渡区填筑相对密度、提高堆石区填筑相对密度，可使坝体变形从心墙到堆石区平稳过渡，同时减弱过渡区对心墙的拱托作用，有利于抗水力劈裂安全。采用Leonards法和有限元应变法判断了坝顶裂缝的开展，认为堆石区填筑相对密度过低是坝顶产生横向裂缝的必要条件。根据计算结果，提出了最有利于大坝安全的理论最优填筑方案，并建议了经济最优方案。     

滑坡体未处置下的堰塞湖后续处置实践

2011年6月湖北房县因山体滑坡形成堰塞湖,后续处置时,因工期紧,滑坡体尚未处置,施工难度大。设计时秉着“不扰动滑坡体”的原则,采用三重防护措施,第一重防护措施为堰顶防护,第二重防护为在堰脚布置首座透水型混凝土重力坝拦渣,第三重防护为在下游布置第二级透水型重力坝拦渣。经三重防护,有效阻止了推移质向下游推移,消除溃堰风险,实现了堰塞湖长治久安。提出的透水型混凝土重力坝的设计,减少了上游水压力和基底扬压力,增加了抗滑、抗倾覆稳定性,减小了工程量,降低了工程投资。     

广西澄碧河水库防洪优化调度与水库兴利效益增加研究

运用土坝漫坝风险分析理论对广西澄碧河水库整个汛期抬高防洪限制水位和分期抬高防洪限制水位运行进行漫坝风险计算与分析,在不降低大坝防洪标准以及水库大坝漫坝风险控制在标准值范围内的前提下提出水库防洪优化调度方案,即水库汛前期以原防洪限制水位185.00 m迎洪,9月初起逐步将防洪限制水位提高到187.20 m,从而增加水库发电与其他方面的效益。     

均质粘性土坝漫顶溃决过程数值模拟研究

大坝一旦失事溃决,对下游造成的生命和财产损失无法估计。溃坝的模拟计算能够为预估溃坝洪水带来的影响,建立下游预警系统,提前制定应急预案提供有效的科学依据,从而能够将洪水灾害造成的影响减少到最小程度。本文在已有溃坝数学模型基础上建立了针对粘性土均质土坝漫顶溃决的计算模型,可对大坝溃决过程、溃坝洪水下泄过程及上游水库水位下降过程进行水力学模拟,在论述其溃坝机理后,结合现场试验实测资料验证了此模型的实用性,对于防灾减灾及大坝失事后果的评价具有重要意义。并为今后溃坝模型的发展提出了建议。     

大坝失稳的尖点突变模型分析

大坝及岩基的结构失稳、破坏等本身就是一种典型的突变现象。以裂缝开度时效分量的变化作为依据建立了大坝失稳的尖点突变模型，对大坝的稳定性进行了描述，并对大坝失稳的机理做了简要的分析，最后以某水电站为例，进行了建模分析，其结果与实际情况吻合较好。     

坝体土体和防渗墙模量变化对防渗墙应力变形的敏感性分析

结合某水库的除险加固工程,建立二维有限元模型对采用低弹模混凝土防渗墙的某土石坝进行了数值模拟.分析计算按加固过程中的施工进度模拟,同时利用adina中多孔介质材料属性,考虑了坝体中渗流作用对防渗墙应力变形的影响.接触面单元考虑到在防渗墙的实际施工中需要泥浆护壁,采用Goodman修正单元.为分析坝体土体和墙体材料的弹性模量对墙体应力和变形的影响,研究了正常水位下防渗墙的应力和变形随坝体土体和防渗墙弹性模量变化而变化的规律性.计算结果表明:当防渗墙的弹模小于5000 MPa时,墙体应力随防渗墙弹性模量的变化不敏感,当防渗墙的弹模大于5000 MPa时,墙体应力随防渗墙弹性模量的变化敏感;最大水平位移随着防渗墙模量的增大变化不大,对防渗墙模量的变化不敏感;防渗墙墙体应力和变形对坝体土体弹性模量的变化不敏感.     

基于线性加权和法的大坝风险后果综合评价模型

大坝风险后果综合评价涉及众多评价因子,各因子间存在大量不确定性,将线性加权和法应用于大坝风险后果的综合评价,以江西5座水库为例,应用层次分析法计算水库溃坝生命损失、经济损失、环境影响及社会影响等因子的权重,通过后果严重系数确定大坝风险等级并对其进行排序。结果表明,若发生溃坝事件,5座水库大坝后果均十分严重,属特别重大事故,评价结果客观合理。研究表明,线性加权和法能够较客观地反映大坝风险程度,具有概念清晰、过程直观、计算简单等特点,为大坝风险后果综合评价提供一条新途径。     

小型震损水库溃坝风险分析研究

为研究小型震损水库溃坝风险,对水库的溃坝路径、溃坝概率、溃坝后果进行分析,建立风险评价模型,最终确定其风险指数。在简单介绍此模型的基础上,通过实例说明其在水库风险分析中的应用,确定模型的实用性及便捷性。     

基于土壤压缩破坏理论的挖掘铲的设计与分析

对影响木薯收获的因素进行分析,借鉴马铃薯收获机挖掘铲的设计思想,在铲面受力分析的基础上,引入了土壤压缩和破坏理论,建立了运动条件下挖掘铲的碎土性能分析模型。应用Matlab软件对该模型进行了数值计算,并对平面挖掘铲进行了碎土性能分析,得到了最佳的平面铲倾角,提高了木薯挖掘铲的碎土性能,为木薯挖掘铲的设计提供了理论参考。