复杂条件下高碾压混凝土重力坝设计理论与实践

本书共分六章，结合已建成的金安桥高碾压混凝土重力坝工程，丰富和发展了复杂条件下高碾压混凝土重力坝的设计理论，并在实际工程中进行了创新性实践。主要研究内容包括：大坝混凝土材料选择、基本力学特性及动力破坏机理研究；裂面绿泥石化岩体作为高混凝土坝坝基的适应性研究；强震区高碾压混凝土重力坝工程抗震措施方案；碾压混凝土重力坝抗震分析理论模型、安全性评价；碾压混凝土重力坝抗震动力模型试验；碾压混凝土重力坝监测安全评价。本书可供水利水电工程领域的工程技术人员和科研人员以及高等院校水利工程专业及其相关专业的研究生、高年级本科生及教师参考使用。

序言
第1章大坝混凝土基本力学特性研究1
1.1大坝混凝土设计参数研究1
1.1.1碾压混凝土压实密度1
1.1.2碾压混凝土强度及弹性模量1
1.1.3碾压混凝土层面抗剪强度2
1.2混凝土静、动力试验研究3
1.2.1不同应变率下混凝土受压的破坏形态3
1.2.2湿筛混凝土梁弯拉破坏试验5
1.2.3全级配混凝土梁弯拉破坏试验8
1.3全级配混凝土动强度提高机制11
1.3.1计算模型11
1.3.2数值模型的静力试验结果验证13
1.3.3全级配混凝土梁动强度提高机制研究14
1.3.4材料初始缺陷对全级配混凝土梁破坏的影响17
1.4基于CT技术的混凝土细观层次力学建模18
1.4.1混凝土试件CT切片的获取18
1.4.2基于CT切片的三维混凝土模型重构20
1.4.3三维混凝土有限元模型细观层次分析25
第2章裂面绿泥石化岩体作为高混凝土坝坝基的适应性研究29
2.1裂面绿泥石化岩体开挖方式29
2.2坝基裂面绿泥石化岩体的结构特征31
2.2.1坝基裂面绿泥石化岩体结构类型划分31
2.2.2金安桥坝基裂面绿泥石化“原位镶嵌碎裂岩体”的基本特征39
2.2.3金安桥坝基裂面绿泥石化岩体的结构划分41
2.3坝基不同部位岩体结构评价42
2.4坝基裂面绿泥石岩体质量分级及判定标准53
2.5坝基建基岩体力学参数复核58
2.5.1坝基开挖后裂面绿泥石化岩体变形模量现场检验58
2.5.2裂面绿泥石化岩体变形模量可靠性分析及取值65
2.5.3裂面绿泥石化岩体承载力67
2.5.4裂面绿泥石化岩体强度参数69
2.6坝基裂面绿泥石化岩体处置措施效果分析71
2.7坝基裂面绿泥石化岩体作为高混凝土重力坝建基岩体评价75
第3章高碾压混凝土重力坝工程抗震措施方案76
3.1高碾压混凝土重力坝坝体分缝分块方案76
3.1.1碾压混凝土坝一般分缝分块方案76
3.1.2金安桥大坝坝体分缝分块方案76
3.2高碾压混凝土重力坝坝体间断式横缝设置方案78
3.2.1碾压混凝土坝横缝设计78
3.2.2金安桥大坝横缝的创新性设计方案79
3.3碾压混凝土重力坝抗震钢筋设计与配置方案80
3.3.1抗震钢筋配置原则80
3.3.2金安桥大坝抗震钢筋布置方案81
3.4大坝抗震测试设计方案82
3.4.1强震监测82
3.4.2坝身地震响应动态监测82
第4章高碾压混凝土重力坝抗震分析理论模型84
4.1碾压混凝土重力坝横缝设计及其对大坝地震响应的影响84
4.1.1横缝的动接触模型研制84
4.1.2考虑横缝的有限元数值模型85
4.1.3计算结果及分析87
4.2大体积混凝土抗震钢筋配置原则与动力计算模型99
4.2.1整体式钢筋混凝土动力本构模型99
4.2.2混凝土塑性损伤模型101
4.2.3金安桥重力坝抗震钢筋配置优化研究105
4.3重力坝-地基系统辐射阻尼影响分析112
4.3.1地震动输人方法112
4.3.2工程应用118
4.4考虑设计地震动的斜人射波动输人方法研究122
4.4.1斜人射波场的确定122
4.1.2数值验证125
4.1.3工程应用127
4.5高碾压混凝土重力坝层面抗滑稳定130
4.5.1碾压混凝土层面原位抗剪断试验130
4.5.2内聚力本构模型134
4.5.3模型参数校准136
4.5.4重力坝层面抗滑稳定137
4.6有损坝体的极限抗震能力及抗震加固措施142
4.6.1计算模型142
4.6.2数值模型验证145
4.6.3坝体极限抗震能力研究146
第5章碾压混凝土重力坝抗震动力模型试验153
5.1金安桥碾压混凝土重力坝断面模型试验153
5.1.1挡水坝段动力破坏试验153
5.1.2排沙坝段动力破坏试验159
5.1.3厂房坝段动力破坏试验165
5.1.4溢流坝段动力破坏试验167
5.1.5断面模型试验总结178
5.1.6抗震措施仿真材料施加位置178
5.2金安桥大坝抗震措施模型试验研究179
5.2.1仿真混凝土在模型试验中的模拟方法179
5.2.2配筋混凝土的断面模型试验180
5.2.3钢纤维混凝土的断面模型试验191
5.3典型碾压层的模拟及断面模型试验研究202
5.3.1试验原理202
5.3.2双面直剪试验203
5.3.3模拟碾压层的模型试验研究205
第6章碾压混凝土重力坝监测安全评价211
6.1坝基及坝体变形监测211
6.1.1坝基变形监测211
6.1.2坝体变形监测212
6.1.3变形监测结果215
6.2渗流监测216
6.2.1坝基渗流监测216
6.2.2坝体渗流监测216
6.2.3绕坝渗流监测216
6.2.4渗流监测结果217
6.3应力应变监测217
6.3.1坝基应力应变监测217
6.3.2坝体应力应变监测217
6.3.4应力应变监测结果219
参考文献220