高混凝土拱壩結(jié)構(gòu)強度與拱壩安全度研究項目通過驗收

2013年9月13日，“高混凝土拱壩結(jié)構(gòu)強度與拱壩安全度研究”科技項目通過中國水電顧問集團公司驗收。會議討論和審議認為，該項研究成果豐富了高混凝土拱壩的設(shè)計理論和方法，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

該項目由中國水電顧問集團成都勘測設(shè)計研究院 （國家能源水電工程技術(shù)研發(fā)中心高混凝土壩分中心）承擔(dān)，依托二灘、溪洛渡、錦屏一級水電站等高拱壩，開展了結(jié)構(gòu)容許強度、結(jié)構(gòu)應(yīng)力仿真、強度安全指標(biāo)、拱座抗滑穩(wěn)定安全指標(biāo)和整體安全度等研究。

主要研究成果:①首次建立了300 m級高混凝土拱壩結(jié)構(gòu)強度安全和拱座抗滑穩(wěn)定安全的評價體系；給出了以規(guī)范方法分析壩體應(yīng)力和拱座抗滑穩(wěn)定配套的結(jié)構(gòu)強度安全指標(biāo)和拱座抗滑穩(wěn)定安全指標(biāo)。②根據(jù)二灘拱壩水庫水溫的實測成果，研究了特高拱壩庫水溫度計算方法及其影響，提出了有利于拱壩結(jié)構(gòu)安全的庫溫邊界取值包絡(luò)方法。③基于拱壩整體三維非線性有限元法分析和地質(zhì)力學(xué)模型試驗的水壓超載能力研究，總結(jié)了多座特高拱壩的起裂超載倍數(shù)K1、非線性變形超載倍數(shù)K2、極限承載能力超載倍數(shù)K3；給出了300m級特高拱壩整體安全度合理指標(biāo)；即K1=1.5～2.0，K2=3.0～4.5，K3≥6.0。④首次提出了基于混凝土多軸強度效應(yīng)的拱壩開裂風(fēng)險分析方法，揭示了二灘拱壩下游壩趾區(qū)結(jié)構(gòu)開裂的內(nèi)因，即該區(qū)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)拉壓應(yīng)力組合，混凝土材料強度降低，而出現(xiàn)沿主壓應(yīng)力方向或垂直于建基面的裂縫。

該項研究成果已應(yīng)用于二灘、溪洛渡、錦屏一級和大崗山水電站等拱壩的工程設(shè)計和安全性評價，對高拱壩安全狀態(tài)評價、結(jié)構(gòu)裂縫的機理剖析以及相關(guān)規(guī)范的修編具有借鑒和指導(dǎo)作用，經(jīng)濟社會效益顯著。