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碾壓混凝土重力壩深層抗滑穩(wěn)定研究
【摘 要】就我國當今常見的重力壩工程施工技術進行分析，以碾壓混凝土重力壩為主的施工技術深受著人們的重視，無論是在施工技術、施工材料，還是施工觀念上，都發(fā)生了翻天覆地的變化，使得整個施工流程發(fā)生了質(zhì)的改變。但是就我國早期水利工程分析，因為當初施工工藝、施工技術的不完善而引發(fā)的質(zhì)量問題時有發(fā)生，給工程造成嚴重的質(zhì)量問題，也引發(fā)了許多意料之外的安全隱患�；率Х�(wěn)便是這些問題中最為突出的一種，它的出現(xiàn)不僅給水利工程功能和耐久性造成影響，還引發(fā)了嚴重社會經(jīng)濟問題。本文著重闡述了碾壓混凝土重力壩深層抗滑穩(wěn)定技術，以供有關人士參考。 【關鍵詞】壩基；混凝土；重力壩；抗滑穩(wěn)定 隨著社會的發(fā)展和科學技術的進步，建筑行業(yè)的發(fā)展可謂是日新月異，建筑施工技術也得到了顯著的提升。目前，人們對建筑物要求日益嚴格的同時，傳統(tǒng)的工程施工技術逐漸無法滿足社會經(jīng)濟的發(fā)展要求，并且還容易產(chǎn)生質(zhì)量和性能影響問題。水利工程作為建筑工程中最為特殊的存在，它在施工中亦是如此，一旦施工技術、施工方法不夠合理，極容易引發(fā)結(jié)構失穩(wěn)破壞，產(chǎn)生重大的安全隱患。碾壓混凝土重力壩作為當今水利施工建設中最為常見的一種，它在提高水利工程效率和功能方面有著至關重要的意義。在這里我們就這些問題進行研究分析，提出有關的控制策略。 1.碾壓混凝土重力壩 碾壓混凝土重力壩是基于常態(tài)混凝土重力壩的基礎上形成的一種新型的壩體結(jié)構。這種壩體結(jié)構在施工建設的過程中，是通過采用拌和預制、吊籃運輸以及平倉振搗控制的方法來進行施工。在施工的時候如果壩體剖面較大的時候經(jīng)常都是采用分塊澆筑施工的方式來進行施工，以冷卻接縫灌漿技術來管理，從而保證施工的正常進行。碾壓混凝土重力壩在當今的工程施工中，隨著科學技術的進步其施工方法也發(fā)生了一定的變動。同傳統(tǒng)的施工方法相比較，它是采用無塌落的干硬性混凝土為主進行施工的，是采用土石壩機械運輸方式來進行攤鋪、碾壓修筑形成的壩體結(jié)構，這類壩體結(jié)構在我國的水利工程項目中應用極為廣泛，尤其是在近十年時間里，無論是施工技術、施工數(shù)量還是施工規(guī)模上，都發(fā)生了顯著的變化，使得這一技術得到了明顯的應用。與此同時，我們可以預計在未來的水利工程建設中，碾壓混凝土重力壩必然會迎來更高層次的發(fā)展。 就過去多年的碾壓混凝土重力壩的施工進行分析，在工程施工的過程中存在著以下顯著的特點。首先在工程施工中，單位體積和膠凝材料的用量極少，通常都是常態(tài)混凝土重力壩結(jié)構的5%左右；其次單位體積混凝土用量少；再次壩體結(jié)構的抗凍、抗磨、抗?jié)B能力強。 2.碾壓混凝土重力壩抗滑穩(wěn)定行研究 在當今水利工程施工建設中，因為壩基失穩(wěn)而造成的壩體結(jié)構垮塌事故屢屢發(fā)生，給人們生活和生產(chǎn)造成了嚴重的影響，同時也給社會和國家發(fā)展造成了影響。這些問題的產(chǎn)生絕大多數(shù)都是因為重力壩深層抗滑穩(wěn)定施工建設不夠合理而引起的。為此在施工建設的過程中我們必須要進行深入研究和分析，尤其是在近年來，隨著巖土力學研究工作的深入，水利工程壩基施工整體性控制越來越嚴格，有效控制了傳統(tǒng)工程施工問題。在當今的碾壓混凝土重力壩施工當中，主要的施工技術手段如下： 2.1壩基抗滑抗震簡述 近年來的社會經(jīng)濟發(fā)展中，碾壓混凝土在世界范圍內(nèi)得到了迅速的發(fā)展，當然我國也不例外，其施工數(shù)量和規(guī)模不斷增加，甚至有關壩體結(jié)構高度高達兩百米以上。由于碾壓混凝土層面存在著抗剪能力低，使得高碾壓混凝土壩結(jié)構在使用的過程中存在著容易出現(xiàn)問題的質(zhì)量缺陷與隱患，因此在工作的過程中以什么方法來進行控制和完善已成為人們工作中普遍關注的話題，也是現(xiàn)代化水利工程施工建設的關鍵環(huán)節(jié)。在目前水工建筑結(jié)構中，由于壩基深層總是存在著軟弱結(jié)構面，這也是大壩施工設計中面臨的主要地質(zhì)問題，一般來說，在施工的過程中對這一問題進行分析和處理已成為我們在工作中關注的重點，也是提高混凝土軟弱結(jié)構面層抗滑穩(wěn)定性的關鍵所在。在目前的水工建筑工程施工中，常見的抗滑穩(wěn)定層結(jié)構施工和分析方法主要有剛體結(jié)構極限平衡法、有限元法和顯式結(jié)構有限差分析法等等。其中剛性極限平衡法在目前的設計與施工中最為常見，也是工程項目中采用的關鍵技術手段和方法之一。 通常情況下，剛體極限平衡法在應用中是應用最為廣泛的一種，它在應用的過程中不受施工場地和低于的限制而能夠廣泛采用，同時其對于被動抗拉力和等安全系數(shù)的分析至關重要。在施工中對于合理的層面處理和施工技術方法選擇有著直接關系，一般來說，在工程施工中我們需要對于層面處理方法進行全面總結(jié)，一個不合理的工程層面處理方法不但有著增加工程造價的缺陷，還容易使得工程層面處理周期增長，增加工程施工成本和影響工程質(zhì)量。這種施工方法和施工標準在目前的社會發(fā)展中受到了相關人員高度重視，也給工程施工技術和施工質(zhì)量帶來了有效的促進作用。 2.2壩基巖體的復雜性分析 壩基巖體經(jīng)受了多次構造運動發(fā)生了變形和破裂現(xiàn)象，在巖體內(nèi)部形成了各種地質(zhì)界面方式，如層理、片理、節(jié)理、斷層等，這些面統(tǒng)統(tǒng)被稱之為結(jié)構面。由于在施工中結(jié)構面所包圍的鹽塊被稱之為結(jié)構體或者塊體，這就造成在施工中巖體是通過結(jié)構面和結(jié)構體兩種基本方法構成的，因此，巖體的工程地質(zhì)特性在施工中主要取決于結(jié)構體的物理學性質(zhì)和結(jié)構面數(shù)量、組合、形狀和力學性質(zhì)。在巖石力學性質(zhì)分析中，巖石主要有兩種性質(zhì)，一種是巖塊性質(zhì)和巖體性質(zhì)。巖塊一般都是指從掩體中取出來的，尺寸不一和不大的巖石，它是通過一種或者多種礦物質(zhì)組成，具有著相對均勻性。巖體性質(zhì)包含了鹽塊性質(zhì)和各種各樣的結(jié)構面性質(zhì)。目前大多數(shù)試驗技術只能夠提供巖體或者形狀比較穩(wěn)定的結(jié)構面的強度和變形特性進行分析，如果需要測定巖體的特性或者參數(shù)，則是需要在工作中進行大量的設計與分析，針對其中存在的各種問題進行試驗。在這種施工措施中，雖然可以采用某些個性化特點和方式進行分類比較，但是其在工作控制中也存在著巖體變形方式，因為巖體內(nèi)部或多或少的存在著一定層次的結(jié)構面。只有巖體在施工和應用中不發(fā)育、不連續(xù)，而且結(jié)構面內(nèi)無軟弱物質(zhì)來填充或者其強度接近巖體的時候，才能夠通過工程地質(zhì)類比，將巖體的物理學參數(shù)進行適當?shù)恼蹨p和調(diào)整。 2.3工藝措施 各國現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定，在進行巖石上混疑土示力壩或支墩壩等水工建筑物的設計中，必須審查大壩的應力和抗滑穩(wěn)定。應力主要指的是抗拉、抗壓問題。在市杏抗沿穩(wěn)定方而，一直存在著一個實質(zhì)性問題，即混凝土壩與犁：巖結(jié)合面究竟是“接觸”還是“膠結(jié)”。從國內(nèi)外的理論與實踐都可以證明，混凝土與從巖是能夠膠結(jié)成整體的。且膠結(jié)而上的抗剪強度可以接近甚至達到混凝土的抗剪強度。既然壩休棍凝土與基宕能夠膠結(jié)良好，因此，只要壩休與壩從各點的剪應力不超過該點村料的允許抗剪強度（允許剪應力）就應該認為大壩是處于安個狀態(tài)，不會產(chǎn)生滑動。口角是抗力體底滑面與水平面的夾角。 3.結(jié)束語 本文利用彈塑性有限元作為計算工具，對壩體層面進行不同比例降強度來模擬碾壓混凝土重力壩的破壞過程，進而對其穩(wěn)定性進行分析.對碾壓混凝土重力壩進行彈塑性分析時，壩基視為各向同性彈塑性體，由于施工的特點，壩體具有明顯的成層性，故將壩體視為橫觀各項同類型工程的施工措施和工藝要求方式。 【參考文獻】 [1]戴會超，蘇懷智.三峽大壩深層抗滑穩(wěn)定研究[J].巖土力學，2006（04）. [2]張林，費文平，李桂林，陳建葉，胡成秋.高拱壩壩肩壩基整體穩(wěn)定地質(zhì)力學模型試驗研究[J].巖石力學與工程學報，2005（19）.
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