›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (3): 819-826.doi: 10.16285/j.rsm.2015.03.028

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

基于地质力学模型试验的锦屏拱坝坝肩加固效果研究

杨宝全1, 2,陈 媛1, 2,张 林1, 2,董建华1, 2,陈建叶1, 2   

  1. 1. 四川大学 水力学与山区河流开发保护国家重点实验室,四川 成都 610065; 2. 四川大学 水利水电学院,四川 成都 610065
  • 收稿日期:2014-04-11 出版日期:2015-03-11 发布日期:2018-06-13
  • 通讯作者: 陈媛,女,1973年生,博士,副教授,硕士生导师,主要从事水工结构与岩土工程等方面的教学和科研工作。E-mail: chenyuan8899@163.com E-mail:yangbqscu1019@163.com
  • 作者简介:杨宝全,男,1985年生,博士,讲师,主要从事水工结构工程方面的研究工作
  • 基金资助:

    国家自然科学基金资助项目(No.51379139,No.51109152,No.51409179);四川大学青年教师科研启动基金(No.2012SCU11061)。

Research on dam abutment reinforcement effect of Jinping arch dam based on geomechanical model test

YANG Bao-quan1, 2,CHEN Yuan1, 2,ZHANG Lin1, 2,DONG Jian-hua1, 2,CHEN Jian-ye1, 2   

  1. 1. State Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Development and Protection, Sichuan University, Chengdu, Sichuan 610065, China; 2. College of Water Resources & Hydropower, Sichuan University, Chengdu, Sichuan 610065, China
  • Received:2014-04-11 Online:2015-03-11 Published:2018-06-13

摘要: 锦屏一级高拱坝最大坝高305 m,是目前在建的世界最高拱坝,其坝址区地质条件复杂,存在断层、蚀变岩脉、层间挤压带、节理裂隙及深部裂缝等各类软弱结构面,坝与地基的整体稳定问题突出。为使坝体达到良好的受力状态,满足拱座的抗滑稳定与变形稳定等要求,工程上采取了大量的加固措施,主要有左坝肩垫座、左右坝肩混凝土网格洞塞置换、刻槽置换、传力洞等。加固处理后,坝肩的整体稳定性以及坝肩坝基的加固效果如何是工程上关心的重要问题。采用两个三维地质力学模型,分别开展了锦屏一级高拱坝在地基未加固和加固两个方案下的坝肩稳定综合法破坏试验研究,对比分析了两个方案下坝与地基的变形分布特性、坝肩坝基失稳的破坏机制和整体稳定安全度。结果表明:坝肩坝基加固处理后,坝体及左、右两岸坝肩变位的对称性得到明显改善,变位量值减小;在相同的超载倍数下,加固方案下两坝肩开裂破坏的范围减小,破坏程度减轻,坝肩破坏失稳的超载系数增大,超载能力得到提高;未加固方案拱坝整体稳定综合法试验安全系数为4.7 ~ 5.0,加固方案下安全系数为5.2 ~ 6.0,安全度得到明显提高。综合分析认为,锦屏拱坝采用以坝肩垫座、混凝土网格置换洞塞、刻槽置换、传力洞等为主的加固方案对坝肩坝基起到了良好的加固效果。

关键词: 锦屏一级高拱坝, 地质力学模型, 综合法试验, 加固效果分析, 整体稳定性研究

Abstract: The JinpingⅠhigh arch dam with a height of 305 m is the highest under-construction dam of the world at present. The overall stability of the dam and foundation is a prominent problem due to the complex geological conditions in the dam site area. There are a variety of weak structural planes including faults, alteration veins, inner layer compressed zones, joint fissures and deep cracks. To make the dam be in much better stress state and meet anti-sliding stability and deformation stability of the skewback, a lot of reinforcement measures are adopted in the project. The main reinforcement measures include the left abutment concrete seating replacement, concrete grid and hole plug replacement, grooving replacement, and shearing resistant hole, etc. The overall stability of the dam abutment and the effects of dam abutment reinforcement are the important issues which must be concerned in practical engineering. The method of 3D geomechanical model test is adopted to carry out damage experiments. Two 3D models of JinpingⅠhigh arch dam are established respectively. One model is for the unreinforced scheme, and the other one for the reinforced scheme. Deformation distribution characteristics of the dam and foundation, failure mechanism and the overall stability safety degree derived from the two models are comparatively analyzed. The results show that, after reinforced, the symmetry of displacement of the dam body and dam abutments are significantly improved and the displacements are greatly reduced; the crack range and the damage extent of dam abutments are reduced under the same overload ratio, the overload coefficients to failure of the dam abutments are increased and the overload capacity is raised. The safety factors of overall stability obtained with comprehensive method are 4.7-5.0 for unreinforced scheme, and 5.2-6.0 for reinforced scheme. The safety degree is obviously improved through reinforcement measures. Comprehensive analysis shows that the main reinforcement measures, including the left abutment concrete seating replacement, concrete grid and hole plug replacement, grooving replacement, shearing resistant hole, applied to JinpingⅠhigh arch dam, are quite effective.

Key words: JinpingⅠhigh arch dam, geomechanical model, comprehensive method test, reinforcement effect analysis, overall stability study

中图分类号: 

  • TV321
[1] 吴关叶, 郑惠峰, 徐建荣. 三维复杂块体系统边坡深层加固条件下稳定性及 破坏机制模型试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2369-2378.
[2] 高 强,张强勇,张绪涛,向 文,. 深部洞室开挖卸荷分区破裂机制的动力分析[J]. , 2018, 39(9): 3181-3194.
[3] 罗先启,毕金锋. 地质力学磁力模型试验原理及其在工程中的应用[J]. , 2018, 39(1): 367-374.
[4] 宋子亨,刘耀儒,杨 强,徐建荣,何明杰,张伟狄,. 高拱坝基础不对称性及其加固效果研究[J]. , 2017, 38(2): 507-516.
[5] 王 凯,李术才,张庆松,张 霄,李利平,张乾青,刘 聪. 流-固耦合模型试验用的新型相似材料研制及应用[J]. , 2016, 37(9): 2521-2533.
[6] 李 浪,王明洋,范鹏贤,程怡豪,李治中,蒋海明. 深地下工程模型试验加卸载装置的研制[J]. , 2016, 37(1): 297-304.
[7] 肖珍珍 ,王登银 ,陈建叶 ,杨宝全 ,张 林,. 碾压混凝土高拱坝坝肩稳定及坝体开裂静动力分析[J]. , 2015, 36(12): 3541-3547.
[8] 杨庚鑫 ,马德萍 ,张 林 ,陈 媛 ,董建华 , . 地质力学模型试验中软弱结构面内埋式位移系统的研制与应用[J]. , 2014, 35(3): 901-907.
[9] 段 抗 ,张强勇 ,朱鸿鹄 ,向 文 ,蔡 兵 ,许孝滨 . 光纤位移传感器在盐岩地下储气库群模型试验中的应用[J]. , 2013, 34(S2): 471-476.
[10] 段 抗 ,张强勇 ,向 文 ,蔡 兵 ,许孝滨 ,贾 超 ,刘 健 . 盐岩地下储气库注采气套管运行安全的物理模型试验研究[J]. , 2013, 34(6): 1605-1612.
[11] 肖诗荣 ,卢树盛 ,管宏飞 ,宋桂林,. 三峡库区凉水井滑坡地质力学模型研究[J]. , 2013, 34(12): 3534-3542.
[12] 王汉鹏 ,王 琦 ,李海燕 ,李为腾 ,张敦福 . 模型试验柔性均布压力加载系统研制及其应用[J]. , 2012, 33(7): 1945-1950.
[13] 项 吕,朱维申,马庆松,张乾兵. 双江口工程地下洞室群围岩损伤及稳定性研究[J]. , 2011, 32(S2): 551-555.
[14] 张乾兵,朱维申,李 勇,孙林锋,张 磊. 洞群模型试验中微型多点位移计的设计及应用[J]. , 2011, 32(2): 623-628.
[15] 朱维申,郑文华,朱鸿鹄,张乾兵,殷建华. 棒式光纤传感器在地下洞群模型试验中的应用[J]. , 2010, 31(10): 3342-3347.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 陶干强,杨仕教,任凤玉. 崩落矿岩散粒体流动性能试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2950 -2954 .
[2] 张文杰,陈云敏. 垃圾填埋场抽水试验及降水方案设计[J]. , 2010, 31(1): 211 -215 .
[3] 宫伟力,安里千,赵海燕,毛灵涛. 基于图像描述的煤岩裂隙CT图像多尺度特征[J]. , 2010, 31(2): 371 -376 .
[4] 孙曦源,栾茂田,唐小微. 饱和软黏土地基中桶形基础水平承载力研究[J]. , 2010, 31(2): 667 -672 .
[5] 王明年,郭 军,罗禄森,喻 渝,杨建民,谭忠盛. 高速铁路大断面黄土隧道深浅埋分界深度研究[J]. , 2010, 31(4): 1157 -1162 .
[6] 胡勇刚,罗 强,张 良,黄 晶,陈亚美. 基于离心模型试验的水泥土搅拌法加固斜坡软弱土地基变形特性分析[J]. , 2010, 31(7): 2207 -2213 .
[7] 谭峰屹,姜志全,李仲秋,颜惠和. 附加质量法在昆明新机场填料压实密度检测中的应用研究[J]. , 2010, 31(7): 2214 -2218 .
[8] 柴 波,殷坤龙,肖拥军. 巴东新城区库岸斜坡软弱带特征[J]. , 2010, 31(8): 2501 -2506 .
[9] 杨召亮,孙冠华,郑 宏. 基于潘氏极大值原理的边坡稳定性的整体分析法[J]. , 2011, 32(2): 559 -563 .
[10] 王光进,杨春和,张 超,马洪岭,孔祥云,侯克鹏. 超高排土场的粒径分级及其边坡稳定性分析研究[J]. , 2011, 32(3): 905 -913 .