高拱壩地質力學模型試驗

圖書簡介

本書系統介紹了作者近些年來在高拱壩地質力學模型試驗相關的各方面的最新研究成果及其在國內高拱壩工程中的套用。本書主要針對模型試驗相似材料、模型砌築技術、試驗設備、載入系統、數據測量以及基於地質力學模型試驗的高拱壩整體穩定和加固評價理論方法進行了敘述，具有很強的理論和實際指導意義。本書還對溪洛渡、白鶴灘、大崗山和小灣等高拱壩的地質力學模型試驗進行了詳細介紹，從破壞模式、加固效果評價及壩內裂縫對拱壩的影響等方面進行了全面分析，闡述了採用地質力學模型試驗進行高拱壩穩定和加固的分析和評價方法。

本書注重理論、方法、技術與工程套用的緊密結合，提出的地質力學模型試驗方法在國內大部分高拱壩中得到成功套用，獲得的研究成果有效地指導了國內高拱壩的穩定分析和加固設計。

本書可供從事水電工程領域的設計、科研和試驗技術人員使用，可以給交通、採礦和能源等其他與岩體結構相關的專業人員提供有益幫助，也可以作為高等院校相關專業研究生和本科生的教學用書。

前言

隨著我國國民經濟的快速發展，西南、西北等地區的水利水電建設取得了蓬勃發展。一大批高拱壩，例如溪洛渡（285.5m）、小灣（292.5m）、錦屏（305m）、大崗山（210m）等已經接近完工，另外一些高拱壩，例如白鶴灘（287m）、松塔（313m）、馬吉（290m）等處於設計之中。這些高拱壩無一例外都處在河谷陡峻、高地應力的複雜地形地質賦存環境中，對高拱壩工程的安全有著巨大的影響。

高拱壩的安全性主要受大壩基岩控制，壩肩穩定是其安全的核心問題。伴隨著岩石力學理論和計算技術的發展，拱壩設計水平得到了很大的發展。穩定分析和加固設計也取得了很大的進展。但是由於高拱壩賦存的地質環境的複雜性，傳統的理論解析方法難以處理岩體的非線性特徵，飛速發展的數值模擬技術在岩體裂隙模擬及破壞仿真方面，也具有自身的局限性。而地質力學模型試驗，以其直觀、形象和岩體模擬的真實性成為高拱壩整體作用機理、破壞分析和加固設計的重要手段。尤其是對於我國的300m級高拱壩，更需要通過地質力學模型試驗，深入研究其破壞模式，對其進行有針對性的加固設計，以保證大壩的安全可靠運行。

清華大學水利系水工結構實驗室在1956年開始進行拱壩的地質力學模型試驗研究，是國內最早開展拱壩地質力學模型試驗的單位。先後完成了青石嶺、龍羊峽、李家峽、東風、緊水灘、二灘、銅頭、拉西瓦、大崗山、錦屏一級、溪洛渡、小灣、白鶴灘等高拱壩的地質力學模型試驗研究，為這些高拱壩的穩定分析和加固設計提供了科學依據。相關加固設計建議也已經成功套用到工程實踐中。地質力學模型試驗的相關創新性研究成果也獲得了國家科技進步二等獎。同時，也編入了我國的水利行業標準《混凝土拱壩設計規範》（SL282—2003）和電力行業標準《混凝土拱壩設計規範》（DL/T5436—2006），以及2011年修訂的《水工設計手冊》（第5卷混凝土壩）中。

本書共分10章。第1章為緒論，介紹了高拱壩地質力學模型試驗及發展現狀；第2章介紹了地質力學模型試驗的理論基礎——相似理論；第3章介紹了地質力學模型試驗相似材料的研製及模型加工技術的開發，重點闡述了能較好同時模擬岩體結構變形和強度特點的小塊體砌築技術；第4章針對模型試驗裝置和載入系統，闡述了模型試驗台和多點伺服載入設備的研製；第5章闡述了數據採集和破壞監測，介紹了小尺寸、低成本的內部位移計和外部位移計的研製；第6章介紹了基於地質力學模型試驗的高拱壩穩定評價理論，提出了整體穩定性的評價指標，並分析了拱壩位移分布與整體穩定性的關係；第7~10章分別介紹了溪洛渡、大崗山、白鶴灘和小灣等4個典型高拱壩的地質模型試驗情況，其中第7章重點闡述了溪洛渡拱壩的破壞模式及內在成因；第8章重點介紹了大崗山拱壩的加固效果評價；第9章重點介紹了白鶴灘這一典型不對稱高拱壩的模型試驗及與數值模擬的對比研究；第10章介紹了壩體內部存在裂縫的高拱壩的地質力學模型試驗情況。

高拱壩地質力學模型試驗

基本介紹

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