沙牌水电站拱坝

沙牌水电站拱坝情况1.1拱坝地质力学模型试验1997年委托四川大学，在技施设计阶段工程地质报告基础上，采用三维地质力学模型试验方法，进一步验证坝肩、坝基失稳的破坏过程、破坏形态及破坏机理，确定其稳定安全度，评价工程的安全性。模型试验采用超载法进行。模型比尺1：200。试验结论1.1.1试验结果表明，沙牌RCC拱坝坝肩超载稳定安全系数为4.6，综合稳定安全系数为3.6,均大于3.5的要求。但未计入渗压，若计入渗压，其安全系数应有所降低。1.1.2试验结果表明，两坝肩虽中下部先破坏，但最终是上部破坏较重，稳定性最差，因此设计对中上部及左岸陡岩部进行预应力锚索重点加固是十分必要的。1.1.3设计对两坝肩软弱带Sc采用混凝土置换处理，对改善坝肩的承载能力效果是显著的，尤其对右坝肩效果突出。1.1.4模型坝体破坏形态与“八五”期间试验结果相似，即以三分之一坝高附近的拱端开裂往坝顶发展，这与坝体应力分布特点是相协调的这与坝体应力分布特点是相协调的。2.2拱坝抗震复核评价2.2.1地震设防标准初设阶段，根据四川省地震局《汶川县沙牌水电站工程地震基本烈度鉴定意见书》及查《中国地震烈度区划图》，确定工程区地震基本烈度为7度。施工阶段，四川沙牌水库大坝工程指挥部委托四川省地震局工程地质研究所进行了地震危险性分析及场地地震动参数的确定，根据新的《水工建筑物抗震设计规范》，挡水建筑物抗震设防标准以50年为基准期，超越概率为10%确定设计概率水准，相应的地震水平加速度为0.1375g。2.2.4坝肩岩体稳定分析沙牌拱坝坝址区两岸谷坡比较陡峻，临河坡高200m以上，两岸谷坡30〜60°，大致成对称“V”型河谷。河谷宽高比约为1.7。其岩体的节理裂隙以构造作用形成为主，其中，以N40〜60°W,SWZ50〜70°,一组分布较普遍。根据地质报告对坝肩抗力体的评价以及前期阶段工作，得出左右岸不同的陡滑面组合形式以及由其构成的不同滑动块体。表17坝肩可能滑动块体的滑移边界条件岸别边界条件产状 侧向切割面 N50°E/SEZ75°左岸 底滑面 N30°E/SEZ30°下游切割面N40〜60°W/SWZ70°右岸 侧向切割面 N30°E/NWZ60°底滑面N45°W/NEZ30°各组潜在滑移面综合强度指标表18边界结构面 抗剪断强度C'(MPa)f'左岸侧向切割面0.89〜0.990.54〜0.86左岸底滑面0.99〜1.110.68〜1.10右岸侧向切割面0.89〜1.000.55〜0.88右岸底滑面0.99〜1.120.70〜1.13本研究在上述坝肩静力稳定分析的基础上，应用三维刚体极限平衡法，遵循现行《规范》确定的原则，按抗剪断强度公式进行正常蓄水位遭遇设计地震时的坝肩抗滑稳定计算分析，评价其动力抗滑稳定安全。坝肩稳定计算结果表明：静态作用下左右岸各滑裂体抗滑稳定安全系数均在4.5以上，满足《混凝土拱坝设计规范》(SD145-85)的要求，且坝肩稳定安全具有较大余度。在地震作用下，坝肩稳定安全系数明显下降。渗透压力较大的渗压工况1的静动抗滑稳定安全系数低于渗压工况2的相应安全系数。计算结果符合一般规律。地震作用下，所选取的左、右岸坝肩各滑裂体的动力抗滑稳定安全系数最小为2.14，大于规范要求的1.20，满足抗震稳定安全要求。考察在地震作用下所选取的左岸坝肩各滑裂体的动力抗滑稳定安全系数，从中可归纳以下两点：右岸岩体的抗滑稳定安全系数明显大于左岸；横河向岩体地震惯性力的折减会提高各滑裂体的动力抗滑稳定安全系数，而顺河向地震惯性力的折减，对于安全系数的提高效果小于横河向岩体地震惯性力折减时的提高效果。采用刚体极限平衡法作为分析评价沙牌拱坝坝肩动力稳定的基本方法。研究结果表明，沙牌大坝在设计地震作用下的左、右岸坝肩各滑裂体的动力抗滑稳定安全系数均高于规范所规定的1.20，满足规范要求。综上所述，沙牌拱坝坝肩在地震作用下的动力抗滑稳定满足设计要求。小结本研究对沙牌拱坝进行了坝体应力及坝肩稳定的动力复核。动力分析按照《水工建筑物抗震设计规范（DL5073-2000）》的要求，对沙牌大坝分别采用动力试载法和有限单元法进行大坝动、静力分析和抗震安全评价，并对坝肩岩体稳定进行分析评价。根据以上动力数值分析结果，可得以下结论：（1） 按现行《规范》进行的分析评价表明，沙牌拱坝在正常蓄水位以及运行低水位情况下遭遇设计地震时，其混凝土材料的抗压强度安全符合承载能力极限状态设计式，满足规范要求，且有较大安全裕度。大坝混凝土抗拉强度除在正常蓄水位情况下，下游坝面局部范围内的最大主拉应力略大以外，其余部位均可满足承载能力极限状态设计式，可认为基本满足抗震强度安全的要求，但坝体横缝在强震下可能会出现局部张开。（2） 按现行《规范》的原则方法进行的坝肩动力稳定分析表明，所选取的两岸坝肩各滑裂体的动力抗滑稳定安全系数最小为2.14左右，大于规范要求的1.20，满足抗震稳定安全要求。（3） 综合分析，按现行《规范