考虑耦合效应的混凝土重力坝水压致裂分析

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混凝土重力坝的地震裂缝分析

混凝土重力坝的地震裂缝分析1.介绍由于地震的随机性质[1、2],混凝土大坝有可能受到强烈地震，可能超过他们纳入的范围。

一旦混凝土重力大坝遭受强烈地震,他们可能维持裂缝。

裂缝可以穿透这些庞然大物,整个大坝可能会碎成几块。

当没有后续地震或只有轻微的地震发生时,分离前的滑块是可以预防的在破解网站现有的摩擦力,使紫坪铺水库大坝保持稳定。

一旦受到强有力的地震,然而,紫坪铺水库大坝的稳定性被破坏。

分离前块可能下滑,推翻,甚至崩溃。

分离最高大楼倒塌后,水库大坝的阻挡水失败,造成巨大的生命和财产损失。

如果一个工程在施工阶段注意细节,那么大部分现有的建筑可以持续的在地震情况下不受相当大的损害[1]。

因此,研究行为地震波下的大坝破裂和有效的抗震措施是至关重要的。

数值和实验方法都表明,大坝一旦受损,他们不再是结构而成块分离的系统渗透裂缝(3 - 6)。

这激励了无数研究人员最近关注大坝破裂的失效分析。

koyna大坝的稳定,持续渗透裂纹,赛和克里希纳首先对摇摆进行了研究[7],他们假定渗透裂纹位于海拔下游坡突然改变了。

进行了振动台试验[8]检查裂纹的过程发生和传播。

维兰德也研究了分离的动态稳定一个拱坝混凝土块在分离时的动态稳定等。

[9]和马拉et al。

[10]。

但是,解决动态接触裂纹网站已经成为一个主要的条件挑战的研究。

处罚的方法是采用增量位移约束方程(IDCE)模型[11]来模拟裂纹的接触条件。

一个理论模型考虑瞬态水压力[12]变化沿拉伸地震混凝土裂缝发展;到有限元程序实现的模型分析混凝土重力坝的抗震结构稳定性。

也称重力大坝可能接受开裂和滑动在上层部分的强烈地震时地面运动。

通过这种方式,他们开发了简化计算过程[13]生成的建议,以及大坝安全指南需求,评估组件的残余滑动位移的断裂的混凝土重力坝。

然而,大多数研究都集中在确定损伤位置和分析了大坝的稳定性。

也大多数文献关注的这些大坝的加固效果的评价没有一个初始裂纹。

各种各样的钢筋本构模型在这些文献介绍了。

混凝土重力坝裂缝成因分析

混凝土重力坝裂缝成因分析一混凝土重力坝裂缝概述混凝土是指以胶凝材料、骨料、水及其它材料为原料，按适当比例配制而成的混合物，再经硬化形成的复合材料，其发展历史非常悠久，应用也极其广泛。

为了达到挡水、泄洪、输水、排泄、供水、航运等目的，会根据不同需要修建不同类型的重大水利工程建筑物，这些建筑物称为混凝土重力坝。

这一类建筑物所用的混凝土就是水工混凝土，由于混凝土重力坝一般体积庞大，因此混凝土块体尺寸也较大，通常称为水工大体积混凝土。

1、混凝土重力坝裂缝影响因素混凝土重力坝对混凝土有多方面的要求，既要有一定的强度、硬度，也要有耐腐蚀，低水化热等性能，在选取原材料方面通常也有较为特殊的要求。

（1）、水泥的影响。

混凝土重力坝工程应优先考虑使用中热硅酸盐水泥。

（2）、掺合料的影响。

在重力坝工程实践中，优质粉煤灰、磨细矿渣等在混凝土得到较为普遍的应用。

（3）、外加剂的影响。

根据工程所处的环境和对混凝土的要求选着使用，水工大体积混凝土多使用减水剂和引气剂。

（4）、纤维材料的影响。

纤维材料由于其自身的特性，在混凝土中经常被加以运用。

在一定程度上对于提高混凝土的抗拉强度、限制混凝土的前期的收缩裂缝效果较为明显。

2、混凝土重力坝裂缝的危害混凝土重力坝裂缝是混凝土一种常见的现象和多发病，绝大多数发生于重力坝施工阶段，造成混凝土重力坝裂缝的成因很多，也较为复杂多变，其主要的危害包括：首先，混凝土的收缩而产生的微观裂缝一旦扩散及发展，则有可能引起重力坝的开裂、变形甚至破坏。

如果混凝土材料及配合比设计不当，将直接影响到混凝土的抗拉强度，也会造成混凝土重力坝进一步开裂。

在混凝土浇筑施工中振捣不均匀，或是漏振、过振等情况，则会造成混凝土离析、密实度差、降低结构的整体强度。

当混凝土内部气泡不能完全排除时，则在内部产生空隙，降低了混凝土与钢筋的黏结力，钢筋若受到过度振动，则水泥浆在钢筋周围密集，造成混凝土离析，也将大大降低与钢筋的黏结力。

水电站工程重力坝混凝土裂缝的处理

水电站工程重力坝混凝土裂缝的处理发布时间：2022-09-23T09:51:18.761Z 来源：《工程建设标准化》2022年第5月第10期作者：马好敏[导读] 我国的水电工程随着社会经济的不断壮大，其整体的发展趋势迅猛。

工程项目中的重力坝在施工的过程中经常会出现裂缝等质量问题，马好敏身份号码：45262419841029****摘要：我国的水电工程随着社会经济的不断壮大，其整体的发展趋势迅猛。

工程项目中的重力坝在施工的过程中经常会出现裂缝等质量问题，为水电站的正常运行工作以及下游居住的居民生命财产埋下了很大的安全隐患。

这就需要工程单位通过制定科学的处理措施，结合多年在水电站工作经历，针对水电站重力坝工程中所出现的混凝土裂缝问题进行处理，确保重力坝能够在安全的环境下正常运行。

关键词：水电工程；重力坝；混凝土裂缝；处理措施水电站施工过程中，大坝所出现的混凝土裂缝问题，会对重力坝的拉伸性能产生一定的破坏作用，使大坝自身的稳定性越来越差。

同时，一些对大坝有害的物质进入到混凝土内部，对工程结构的钢筋材料形成腐蚀效果，从而对混凝土的结构造成破坏。

水电站在日常的生活生产过程中，起着防洪、灌溉以及蓄水发电等作用，如果水电站的挡水结构因为混凝土出现裂缝而引发水渗漏，进而造成水电站的蓄水功能无法正常使用；针对于水电站的重力坝来说，如果所产生的混凝土裂缝其宽度与深度达到一定的数值，就会对坝体造成一定的压力，使坝体的防滑性能降低，重力坝的抗震性也会随之降低，最终对坝体的结构产生直接的威胁，影响重力坝的安全性与稳定性。

现阶段，结合我国水电站整体的工程情况分析，所有的重力坝基本上都存在有混凝土裂缝的质量问题。

1.水电站工程重力坝产生混凝土裂缝的原因水电站工程的重力坝产生混凝土裂缝的原因，基本体现在两个主要方面，其一是荷载过大所产生的裂缝，二是重力坝的结构发生变形所产生的裂缝。

结合案例分析可以得出，现阶段，我国大概约百分之八十的混凝土结构裂缝，都是由于其结构出现变形现象所产生的，而混凝土的结构出现变形的原因非常多，比如温度影响、混凝土结构发生收缩现象、基础沉陷不均匀等。

浅析水电站工程重力坝混凝土裂缝的处理

缝的原因１．１工程概况
差过大，引起裂缝。２混凝土裂缝处理措施
理质量进行严格的检查，确保重力坝的各项性能都能满足相关要求。２．２混凝土收缩裂缝预防措施
２．１温度裂缝的预防处理方法
某大坝为混凝土重力坝，坝高为５２．１ｍ，大坝在混凝土浇筑后，通过调查发现，在溢流坝上游处有多道裂缝，其中最宽的裂缝为０．５ｃｍ的裂缝。１．２产生混凝土裂缝的原因产生混凝土裂缝的主要原因有两种，是荷载过大引起裂缝，二是结构发生变形，引起裂缝。据统计混凝土结构产生裂缝有８０％是由于结构发生变形引起的，引起混凝土结构变形的原因有很多，其主要原因有温度变化、混凝土收缩、基础沉陷不均匀等。当混凝土结构的外界温度突然发生变化时，混凝土的水化热会提高，导致混凝土内外温差加大，产生的温度应力超过混凝土的抗裂性能，从而产生温度裂缝。混凝土结构在硬化过程中，体积变形会处于收缩状态，尤其是和基岩接触的混凝土，更容易出现混凝土收缩的现象，这就会引起收缩性裂缝。当大坝基础岩性比较复杂时，由于裂隙发育、节理、夹层等比较多，在进行基岩固结灌浆过程中，出现基岩承载不均匀的现象，从而引起沉陷性裂缝。在本工程中，通过对裂缝经过分析，发现产生裂缝的主要原因是温度发生变化，引起温度裂缝，经过详细调查，发现在进行施工时，混凝土垂直运输手段不科学，在滑槽下料过程中出现混凝土离析的现象，从而导致混凝土质量不合格，为裂缝的产生提供了条件，混凝土施工结束后，施工人员没有对混凝土结构进行严格的养护，导致混凝土内外温

混凝土重力坝裂缝成因分析

混凝土重力坝裂缝成因分析1.建造质量问题：建造过程中如果操作不当、施工质量差，会导致坝体内部应力不均匀，从而引起裂缝。

例如，混凝土浇筑过程中的振捣不均匀，或灌浆结构不完善，都会导致坝体内部空洞或孔洞分布不均，进而形成裂缝。

2.温度变化：由于混凝土的热胀冷缩系数较大，受到温度的影响较大。

在季节变化、日夜温差大的地区，混凝土重力坝由于温度的周期性变化，会产生热胀冷缩，从而引起坝体内部应力分布不均匀，形成裂缝。

3.地震作用：地震是混凝土重力坝裂缝产生的主要原因之一、地震的震源作用于坝体，产生振动波动，会引起坝体应力的变化，从而导致裂缝产生。

地震还会对坝体的基础和周围的地质条件产生影响，进一步加剧裂缝的发生。

4.水压作用：如果重力坝所承受的水压超过了设计允许的范围，或者坝体含水量不均匀，都会导致水压在坝体内部的分布不均匀，从而造成坝体内部的应力失衡，最终引起裂缝。

5.地基沉降：地基沉降会改变坝体的整体受力状态，从而导致坝体内部应力分布不均匀，容易引起裂缝的发生。

地基沉降通常由于地质条件不稳定、水土流失、地下水位变动等原因引起。

对于裂缝的产生，一般会从局部裂缝开始扩展，逐渐发展为全面性的裂缝。

裂缝的产生不仅会对坝体的稳定性产生影响，还可能导致渗漏，进而使下游的土壤受到侵蚀，加剧了裂缝的发展。

因此，在设计和施工过程中，应重视减小和控制裂缝的产生。

为了减小裂缝产生的风险，应采取以下措施：1.加强质量管理：严格按照设计要求施工，确保混凝土浇筑均匀、振捣到位，避免坝体内部空洞或孔洞的形成。

2.控制温度变化：合理选择混凝土的配合比、使用外加剂等措施，减小混凝土的热胀冷缩系数，降低温度对坝体的影响。

3.抗震设计：在设计中充分考虑地震作用，并采取相应的抗震措施，使坝体能够承受地震的影响，减小裂缝的产生。

4.合理处理水压：根据设计要求，合理安排坝体的水压分布，确保水压在允许范围内，避免因水压过大引起的裂缝。

5.做好地基处理：进行地基加固和加固处理，防止地基沉降，减小地基对坝体稳定性的影响。

整体式碾压混凝土重力坝预裂缝的效应与分析

和建议。用 “ 隙元 ” 人工预裂缝进行力学模拟。采间对在空间有限元法计算中应用综合 “ 当弹性模量 ” 相反
映薄弱面的影响，计算结果和分析研究更具创新使性、理性和实践性。合本文的工程算例和有关计算资料取自福建穆阳溪周宁水电站整体式碾压混凝土重力坝，算与分计
在单元厚度中混凝土母体厚度厶和薄弱
］
层总厚度
所占的比例分别为
性材料中的横观各向同性，用综合 “ 当弹性模采相
量 ” 映薄弱面的影响［］反】。
性中的横观各向同性材料，独立材料弹性常数为其
５个，： — 、、一Ｇ：ｚ即Ｇ：、＝：Ｇｓ３。单、１ —Ｇ在
由于预裂缝对坝体温度场和温度应力场的影响与改善已列为另一个研究课题，课题仅就荷载作本
用下预裂缝对坝体应力场和位移场的效应进行分析与研究。本文采用空间有限元法计算具有人工预裂
维普资讯
第２４卷第５期
２００２年９月
南京Biblioteka 工业大学
学
报
Ｖ＿．４Ｎｏ５０２．１
Ｓｅｐ．２００２
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＮＡＮＪＮＧＩＵＮＩＲｓＴＹＯＦ Ⅷ ＣＮＶＥ】Ｈ０１０ＧＹ

水电站施工建设重力坝混凝土裂缝的原因及处理措施

凝土结构产生裂缝。第三，温度问题引起的裂缝问题。在水电站重力坝混凝土结
构浇筑后，在混凝土发生硬化的过程中水泥水化会产生一些水化热，水电站重
力坝混凝士的体积比较大，大量的水化热就会在混凝土内部结构凝聚，引起混
现裂缝的原因有哪些呢？具体来讲，引起混凝土结构出现裂缝的原因主要表现在以下几个方面。第一，混凝土收缩引起的裂缝。在水电站重力坝进行混凝土浇筑的时候，受到温度、大风、水灰比以及混凝土凝结时间等多种因素的影响，水
２３化学灌浆施工质量控制施工质量控制也是水电站重力坝裂缝处理中不可忽视的一个重要环节。因
水电站重力坝混凝中经常出现的一种病害。当水电站重力坝混凝土出现裂缝时，水库中的水就会渗透到重力坝的混凝土结构中，如果严重时可能增加重力坝的内部压力，减弱重力坝的抗滑能力，不仅降低了水电站的发电能力，而且甚至可能破坏整个水电站结构，给国家造成严重的经济损失。由此可见，水电站重力坝混凝土出现裂缝的危害非常之大。那么，引起水电站重力坝出
重力坝混凝土出现裂缝问题已经成为水电站主要病害之一，在很大程度上
站重力坝的裂缝凿一个Ｕ型槽，槽的宽度和深度控制在３ —５ｃｒｎ范围之内。其次，使用钢丝刷对混凝土表面进行清洗工作，清除表面的一些灰尘或者其他杂物

水利工程中混凝土重力坝裂缝成因及控制措施分析

［】３高层建筑给排水工程的节能．胡梦玲．建筑节能１９９６年第１期．总第
６期．．１１Ｐ４．
（）３由于人们的生活工作习惯，水情况昼夜差距大，用要针
对昼夜用水情况的不同选择水泵的不同工况点，尤其是对高层
和小区，充分考虑水泵的选用和搭配，括使用变频泵；应包
工阶段撤除养护开始的，早期的干燥收缩裂缝比较细微，往往不为人们所注意。随着时间推移，混凝土的蒸发量和干燥收缩量逐
渐增大，裂缝也逐渐明显起来。一般混凝土９ｄ干缩率为０４０．～０
０６流动性混凝土为０６０８这是混凝土结构较普遍地发．％，０．．％，００
裕的水分，在养护较好的情况下毛细管中很少出现缺水干燥现
象，因而很少发生自生干燥收缩。对于水胶比小于０３．５的混凝土，凝后水化收缩与自生干缩率可达００．３初．１０％。因此，０对于水胶比低的混凝土，应在初凝时水泥石结构未达到很密实的情况下及时养护，否则极易产生混凝土自内而外的自生干缩裂缝。
建材发展导向２１００年Ｏ８月
水利・・水电
水利工程中混凝土重力坝裂缝成因及控制措施分析
梁志明
（东茂名广５５０）２００
摘要：混凝土坝裂缝的产生在所难免，其对混凝土坝有巨大危害。裂缝的出现降低了混凝土坝的完整性、抗渗性和耐久性，影响了大坝的安全。以下本文通过对混凝土重力坝裂缝成因及机理分析，论述了混凝土重力坝裂缝控制措施和处理措施。关键词：工程；水利混凝土重力坝；裂缝成因：控制措施；处理措施

考虑水力劈裂效应的重力坝坝踵裂缝稳定分析

重力坝坝踵附近由于各种原因，同程度存在着不裂缝，些裂缝在高压水作用下的稳定性关系到坝体这整体的安全度。本文基于大型有限元分析软件，建立重力坝数值分析模型，为地在坝踵附近设置不同深人度的裂缝，分析不同位置、同裂缝深度缝内水压的水不力劈裂效应，以期对高重力坝的安全度评估提供理论
共计９４ｍ；直向取为２倍坝高。按弹性平面应变４铅
问题分析。
坝体混凝土弹性模量取２Ｐ，０Ｇａ泊松比取０１７．６．
重度取２Ｎｍ；基岩体弹性模量取１Ｐ，松４ｋ／坝６Ｇａ泊
缝稳定分析；献［］研究了坝踵开裂对坝体的静文７仅力学性能的影响；献［］究了地震荷载作用下坝文８研踵裂缝内动水压力大小；文献［］析了地震荷载而９分作用下坝踵的裂缝应力强度因子，未考虑缝内水压但
基础。
拉应力设计思想从１８８１年英国格拉斯哥大学的Ｉａｋｎ在评论法国工程师们提出的重力坝设计．ＭＲｎｉｅ理论时就被提出并一直沿用到现在。但已建成的重力

坝运行监测表明，绝大多数坝体在坝踵部位不同程度产生了裂缝Ｊ。文献［４根据我国５座重力坝２— ］
基金项目：国家自然科学基金（０７０７５７９５）作者简介：宗利，教授，士，李男，博主要从事水工结构方面的研究。Ｅ— ｉｚｎｌ１ｏｃｍｍａ：ｇｉ＠ｔｌｏ０ｍ．ｏ

混凝土重力坝裂缝成因分析

及表面裂缝３种，示意如图１。
２混凝土重力坝产生裂缝原因
混凝土搅拌后是一种不定型的可塑性材料，其
中水泥是混凝土增强的主要胶结材料。水泥的化学收缩与水泥的组分、标号、细度、用量及施工工艺有
关。一般来说，水泥的强度越高、细度愈大、用量愈
图１混凝土坝温度裂缝分类示意图
够而出现的裂缝称为荷载裂缝。这类裂缝主要是由于混凝土早期抗拉强度和弹性模量低，在自重、水
１．３．２．１表面裂缝
扬压力、泥沙压力、地震压力、动水压力、冰压力混凝土硬化过程中，水泥水化产生大量的水化压、由于截面的混凝土拉应热，当水泥用量在３５０— ５５０ｋｇ／ｍ，混凝土将释放出等外部荷载的综合作用下，
程师。
．．． — —
１０６・－－ — —
杨玉光，等：混凝土重力坝裂缝成因分析
第２期
引起的裂缝，如结构超载。变形裂缝是指因不均匀
其中以基础混凝土贯穿缝最为严重，它破坏大
如不处理将改变大坝运用期的应力沉降、温度变化、湿度变异、膨胀、收缩、徐燹等变形坝的整体性，因素引起的裂缝，包括温度裂缝、干缩裂缝、超载裂状况。缝、碱一骨料反应裂缝、地基不均匀沉陷裂缝等。水电工程一般将裂缝分为贯穿裂缝、深层裂缝

论混凝土重力坝裂缝成因及其控制措施

固相、液相、气相，是一种多元、多相、非匀质水泥基复合材料。混
凝土又是弹性模量较高而抗拉强度较低的材料，在受约束条件下只要发生少许收缩，产生的拉应力往往会大于该龄期混凝土的抗拉强度，导致混凝土发生裂缝。混凝土在浇筑成型后，混凝土骨料对浆体收缩的约束，使混凝土内部从一开始就产生了微裂缝，在环境温度、湿度、荷载等因素作用下，这些微裂缝就可能
发展为肉眼可见的宏观裂缝。混凝土开裂的原因多种多样，通常是混凝土体积变化时受
和控制裂缝的措施，对现有的混凝土裂缝成因、防控及修补措施
加以总结并通过工程实例论述混凝土重力坝裂缝成因、预防及控制等问题。
本文在对国内外混凝土坝裂缝已有研究成果的基础上主要研究分析混凝土坝裂缝的产生和发展机理提出了有效防止和控制裂缝的措施对现有的混凝土裂缝成因防控及修补措施加以总结并通过工程实例论述混凝土重力坝裂缝成因预防及控制等问题
水利・・水电
建材与装饰２１００年Ｏ月８
论混凝土重力坝裂缝成因及其控制措施
关键词：凝土重力坝；混裂缝；施措
引言
正如罗伯特・费里奥在届国际大坝会议总报告中所说的“ 虽
然混凝土大坝的修建历史已经超过了一个世纪．然而至今还未
义。混凝土坝裂缝的产生在所难免，其对混凝土坝有巨大危害，因此对混凝土坝裂缝的研究意义重大。目前运用于混凝土坝进行裂缝发展的研究还很少见。由于裂缝产生和扩展问题的复杂性以及人们对于裂缝问题的认识不足，到目前为止还没有找到套能够彻底防止裂缝产生及发展的方法。对有些裂缝，由于明

重力坝水力劈裂破坏结构变形分析

第１８卷第４期２０２０年８月水利与建筑工程学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｏｌ．１８Ｎｏ．４Ａｕｇ．，２０２０ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－１１４４．２０２０．０４．０３９收稿日期：２０２００４１０修稿日期：２０２００５０７基金项目：国家重点研发计划（２０１６ＹＦＣ０４０１９０２）；国家自然科学基金项目（５１６７９１５０；５１８７９１６８）；国家重大科研仪器研制项目（５１５２７８１１）作者简介：胡少伟（１９６９—），男，河南杞县人，教授级高级工程师，主要从事结构检测监测与安全评价分析工作。

Ｅｍａｉｌ：ｈｕｓｈａｏｗｅｉ＠ｎｈｒｉ．ｃｎ重力坝水力劈裂破坏结构变形分析胡少伟，王　洋，孙岳阳，陆　俊（南京水利科学研究院，水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏南京２１００９８）摘　要：混凝土重力坝变形特性分析对大坝结构安全评价具有重要的工程意义。

为了分析水力劈裂对重力坝结构变形的影响，采用缩尺模型试验方法，构建大坝水力劈裂模型试验，研究了不同水压力分布状态和不同初始缝长的大坝水力劈裂变形特性。

总结大坝水力劈裂全过程的结构变形规律得到：随着裂缝中水压力增加和结构初始缝长的增加，大坝的位移变形增大，位移全过程曲线转异特征点提前，大坝结构的破坏过程加速，大坝安全性能显著降低。

关键词：重力坝；水力劈裂；缩尺模型；变形位移；转异分析中图分类号：ＴＶ６４２．３文献标识码：Ａ文章编号：１６７２—１１４４（２０２０）０４—０２３４—０８ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＳｔｒｕｃｔｕｒｅＤｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＧｒａｖｉｔｙＤａｍＵｎｄｅｒＨｙｄｒａｕｌｉｃＦｒａｃｔｕｒｉｎｇＨＵＳｈａｏｗｅｉ，ＷＡＮＧＹａｎｇ，ＳＵＮＹｕｅｙａｎｇ，ＬＵＪｕｎ（ＮａｎｊｉｎｇＨｙｄｒａｕｌｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＨｙｄｒｏｌｏｇｙ－ＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＨｙｄｒａｕｌｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ２１００９８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｇｒａｖｉｔｙｄａｍｉｓｏｆｇｒｅａｔｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｏｔｈｅｓａｆｅｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄａｍｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｈｙｄｒａｕｌｉｃｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｏｎｇｒａｖｉｔｙｄａｍ，ｇｒａｖｉｔｙｄａｍｍｏｄｅｌｔｅｓｔｓｗｉｔｈｈｙｄｒａｕｌｉｃｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｄａｍｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗａｔｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｎｉｔｉａｌｃｒａｃｋｌｅｎｇｔｈｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｉｔｉｓｃｏｎｃｌｕｄｅｄｔｈａｔｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｗａｔｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅｉｎｔｈｅｃｒａｃｋａｎｄｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｃｒａｃｋｌｅｎｇｔｈ，ｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄａｍｉｎｃｒｅａｓｅｓ，ｔｈｅｔｒａｎｓｆｅｒｐｏｉｎｔｓｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｃｕｒｖｅｗａｓａｐｐｅａｒｅｄｅａｒｌｉｅｒ，ｔｈｅｄａｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｄａｍｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｄａｍｓａｆｅｔｙｗａｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｒｅｄｕｃｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇｒａｖｉｔｙｄａｍ；ｈｙｄｒａｕｌｉｃｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ；ｓｃａｌｅｍｏｄｅｌ；ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ；ｔｒａｎｓｆｅｒａｎａｌｙｓｉｓ混凝土重力坝在其施工和运营期间会发生不同程度的形变位移，工程中及时掌握大坝的变形演变规律并做出准确预报，对大坝的结构安全分析起到了至关重要的作用［１－３］。

水力劈裂对主震损伤混凝土重力坝的影响

式中，εｐｔｌ为混凝土塑性拉应变；εｔ为总拉应变；ｄｔ为
受拉损伤因子；σｔ为拉应力。来自２混凝土重力坝模型信息
２１大坝模型参数本文以某高混凝土重力坝为研究对象，选取其
典型非溢流坝段建立三维模型，该坝段坝高１５０ｍ，坝顶高程１４１２ｍ，正常蓄水位高程１３９８ｍ，上游折坡点高程１３２３ｍ，折坡点以上坝面铅直，以下坡降比１∶０２８，下游坝面坡降比１∶０７。坝体采用Ｃ２０混凝土，重度２４００ｋｇ／ｍ３，杨氏弹性模量２７ＧＰａ，泊松比０２。２２荷载及工况组合
［收稿日期］２０２０－０２－２１［作者简介］董永超（１９９２－），男，陕西宝鸡人，工程师，从事水利工程检测工作。
— １０３—
２０２０年第３期（第４８卷）
黑龙江水利科技ＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＨｙｄｒａｕｌｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
３重力坝计算结果
３１工况１下的结果主震损伤结果见图２。
如表１所示，模型分三个工况加载，主震采用Ｋｏｙｎａ地震波，峰值加速度调幅至０３９９ｇ，余震调幅至０３３９ｇ，水力劈裂大小由主震损伤的坝体结果得到。
表１工况组合
图２主震损伤结果由图２可看出，坝体在经历了峰值加速度０３９９ｇ的主震加载后，混凝土损伤主要集中在以坝踵、坝趾为中心的扇形区域内，坝踵的损伤面积大于坝趾，损伤量在０４至０８之间，但高度损伤区域面积较小且未贯穿坝底，所以坝体受轻微损伤。３２工况２下的结果工况２在工况１的基础上进行了峰值加速度０３３９ｇ的余震加载，其结果如图３所示，坝体损伤区域扩散，坝底及上游折坡点为高度损伤区，其损伤量在０７７至０９３之间，且坝颈也出现了损伤量为０３８的局部损伤区。可以判定余震加剧了坝体的损伤程度，大坝安全性降低。

考虑流固耦合的重力坝地震开裂过程模拟

第 3 期水　利　水　运　工　程　学　报No. 3 2023 年 6 月HYDRO-SCIENCE AND ENGINEERING Jun. 2023 DOI:10.12170/20220925001李斌，江守燕，孙立国，等. 考虑流固耦合的重力坝地震开裂过程模拟[J]. 水利水运工程学报，2023（3）：93-103. （LI Bin, JIANG Shouyan, SUN Liguo, et al. Seismic cracking simulation of gravity dams considering fluid-structure interaction[J]. Hydro-Science and Engineering, 2023（3）: 93-103. （in Chinese））考虑流固耦合的重力坝地震开裂过程模拟李斌，江守燕，孙立国，杜成斌(河海大学力学与材料学院，江苏南京 211100)摘要: 大坝抗震安全评价是一项重要工作。

首先建立了考虑坝-基-库水相互作用的重力坝整体分析模型，采用声学单元模拟库水域，并通过若干算例验证了该模拟方法的可行性。

然后采用扩展有限元法模拟坝体裂缝的开裂扩展过程，建立考虑裂缝面张开-闭合的接触模型。

以金安桥碾压混凝土重力坝为例，建立该重力坝-地基-库水动力相互作用模型，探讨附加质量法及是否考虑库水可压缩性的流固耦合模型对重力坝地震开裂过程的影响，分析该重力坝在有缝状态下的超载潜力及初始裂缝位置对裂缝开裂扩展的影响。

结果表明：附加质量法和不考虑库水可压缩性均夸大了地震作用力，裂缝开裂扩展更大，开口更加明显；随着地震峰值加速度的增大，该重力坝裂纹扩展路径向下偏转的起始位置向坝体内部延伸，在1.3倍设计地震加速度的地震荷载作用下，大坝将产生较长裂缝；折坡点处的初始裂缝在地震荷载作用下裂纹扩展更明显。

研究结果可用于大坝遭遇强震时的开裂预测，为实际工程提供参考。

混凝土重力坝裂缝成因及应对

混凝土重力坝裂缝成因及应对摘要】：裂缝是混凝土重力坝病害的主要表现形式之一，混凝土重力坝会由各种不同的原因产生裂缝，导致有害物质进入结构内部，长期影响下会对混凝土重力坝结构产生不良影响，进而对于混凝土重力坝的质量以及安全带来影响。

本文结合实际的裂缝资料对于该混凝土重力坝的裂缝成因开展了系统上的分析，并且给出了相关的防治对策。

【关键词】：混凝土重力坝；裂缝：成因；控制措施；处理措施1.引言混凝土具备抗压强度大、重度大等优势，这导致混凝土已经成为了大坝建筑当中不可或缺的材料，但是混凝土重力坝的开裂是一个无法避免的重要问题。

在水利工程当中，大坝开裂是经常会遇到的问题。

裂缝的产生不但会使得大坝产生渗漏问题，并且还会对于钢筋产生腐蚀，最后对于大坝的总体性以及稳定性带来一定的威胁。

混凝土重力坝如果出现问题将会对于下游人们的生命财产安全带来直接的威胁，因此对于大坝产生裂缝的原因与有关的控制对策开展分析是十分关键的。

2.混凝土重力坝出现裂缝的原因混个凝土重力坝裂缝的成因多种多样，可以是混凝土内部收缩，也可以是地基不匀产生的沉降，地震等自然灾害也可以使坝体产生裂缝，单归结来说主要有两个方面：1、由于混凝土本身特性（如水化热过高、混凝土收缩等）的原因产生的裂缝；2、外部应力作用于坝体产生的裂缝。

2.1荷载作用产生的裂缝混凝土重力坝受力比较复杂，有自重、扬压力、动水压力、静水压力、土压力、波浪压力以及泥沙压力等。

在混凝土重力坝所受到的组合荷载作用之下的应力超过了混凝土重力坝的抗拉强度的时候，就将会出现荷载裂缝。

根据我国国内以及国外的研究数据以及众多的工程实践表明，荷载裂缝约占裂缝总数目的20%，非荷载裂缝占据裂缝总数目的80%，在这当中收缩裂缝占据了绝大多数。

另外一种情况就是，混凝土在长时间的荷载作用之下将会出现徐变，伴随着徐变程度的持续增加，混凝土的大坝就将会出现裂缝。

假如裂缝比较小，符合规范的规定，可以不开展处置，假如裂缝超出了规范规定的安全范围，那么就一定要开展维修以及加固处理。

水电工程混凝土重力坝裂缝成因及防治探讨

水电工程混凝土重力坝裂缝成因及防治探讨发表时间：2018-05-30T16:21:18.243Z 来源：《基层建设》2018年第10期作者：敬洪春[导读] 摘要：混凝土重力坝开裂问题是水电工程的主要危害之一，极大地影响了水利水电工程的经济效益和社会效益。

新疆泉顺建设工程有限公司新疆乌鲁木齐 830000摘要：混凝土重力坝开裂问题是水电工程的主要危害之一，极大地影响了水利水电工程的经济效益和社会效益。

本文以水力发电项目为例，分析重力坝裂缝的成因和处理。

本文讨论了重力坝开裂在水电工程中造成的损害，并讨论了水电工程重力坝裂缝成因及防治措施。

分析旨在确保水利水电工程的稳定运行。

关键词：水利水电工程；混凝土重力坝；裂缝；原因；预防；处理水电工程运行期间，由于各种因素的影响，水利水电工程混凝土重力坝产生裂缝，严重影响了水利水电工程的正常运行，限制了水利水电工程经济效益的实现。

在此问题的基础上，探讨水电工程混凝土重力坝裂缝成因及防治措施。

1水电工程混凝土重力坝裂缝的危害当一些水电工程发生混凝土重力坝开裂时，水库内的水将渗入重力坝的混凝土结构中。

如果混凝土重力坝的裂缝较大，重力坝的内部压力可能会增加，从而削弱重力坝的防滑能力。

它不仅降低了水利水电工程的发电能力，甚至可能损害整个水利水电工程结构，给国家造成严重的经济损失。

混凝土重力坝裂缝问题已成为水利水电工程的主要病害之一，在很大程度上影响了水利水电工程的经济效益和社会效益。

2水电工程混凝土重力坝裂缝主要原因分析造成水电工程混凝土裂缝的主要原因是：一是承重过大，造成裂缝；二是结构发生变形，造成裂缝。

据统计，混凝土结构中80％的裂缝是由结构变形引起的。

造成混凝土结构变形的原因很多。

主要原因是温度变化，混凝土收缩和基础下沉不均匀。

首先，温度引起的裂纹。

在浇筑混凝土重力坝结构后，水泥混凝土硬化过程中会产生一定的水化热。

水利水电工程大坝混凝土体积较大，大量水化热会凝结在混凝土内部结构中，造成混凝土内部温度不断上升。

水电站工程中重力坝混凝土裂缝处理对策探讨

水电站工程中重力坝混凝土裂缝处理对策探讨摘要：裂缝是危害水电工程重力坝正常运行的主要威胁之一，混凝土重力坝出现裂缝在工程施工中是不可避免的。

因此，必须采取有效的措施应对出现的问题。

重力坝混凝土裂缝出现的问题比较复杂，在采取措施时也具有针对性。

本文就一些常见的的裂缝在工程上的处理措施做一简单总结。

关键词：混凝土重力坝；裂缝；措施Abstract: cracks endanger hydropower project is one of the main threats to the normal operation of gravity dam, concrete gravity dam crack in engineering construction is inevitable. Therefore, we must take effective measures to deal with the problems. Gravity dam concrete crack problem is more complicated, in measures also targeted. In this paper, some common crack on engineering treatment measures to make a brief summary.Key words: concrete gravity dam; crack; measure水电工程重力坝混凝土裂缝是常见的大坝病害，裂缝出现直接危害大坝的正常运行。

混凝土裂缝的出现会导致坝体结构遭到外部物质侵入，引起破坏，如果危害大的话，整个坝体结构就直接受到威胁。

混凝土裂缝是无可避免的，现在几乎所有的混凝土大工程都有不同程度的裂缝出现，不过只是裂缝的大小多少有差异而已。

长久以来，大坝裂缝问题一直是折磨工程专家的头疼事，这个问题，自从大坝出现之后，至今一个多世纪，都没有解决。

某混凝土重力坝裂缝成因及扩展分析

某混凝土重力坝裂缝成因及扩展分析马田刘枫朱今凡[中水东北勘测设计研究有限责任公司，130021][ 摘要] 某混凝土重力坝地处北方寒冷地区，竣工后搁置9年未蓄水，经现场检查发现坝体出现多处裂缝。

为了研究坝体裂缝的成因及进一步发展的趋势，用ANSYS软件对多年周期性温度场和秋、冬季寒潮降温进行了热－应力耦合分析。

结果表明，冬季低温和秋、冬季寒潮是大坝产生裂缝的主要原因，且裂缝存在继续扩展的可能。

[ 关键词]混凝土重力坝裂缝成因裂缝扩展ANSYS 热－应力耦合Analysis of Causes and Expansion of Cracksin a Concrete Gravity DamMa Tian Liu Feng Zhu Jinfan[China Water Northeastern Investigation, Design & Research Co., Ltd., 130021] [ Abstract ] A concrete gravity dam，which is located in northern cold regions, is without water storage after the completion of 9 years, and there are multiple cracks being founded in the dam through site inspection. In order to study causes of the cracks and their further development trend, a heat-stress coupling analysis of periodic temperature field and cooling in cold wave of autumn and winter is carried out by using ANSYS FEM software. The results show that low temperature in winter and cold wave are the main causes of the cracks in the dam, and the cracks may continue to expand.[ Keyword ] Concrete gravity dam, Crack cause, Crack expansion, ANSYS, Heat-stress coupling1 前言某水电站位于吉林省境内，是一座以发电为主，兼有其它效益的水电工程，由拦河坝，引水隧洞，发电厂房等组成。