高拱坝地质力学模型试验基本信息

书名	高拱坝地质力学模型试验	作者	刘耀儒、杨强、杨若琼、周维垣
ISBN	9787302393054	定价	50
出版社	清华大学出版社	出版时间	2016.03.01

高拱坝地质力学模型试验目录

第1章绪论

1.1地质力学模型试验的意义

1.1.1地质力学模型试验

1.1.2工程背景

1.1.3地质力学模型试验的必要性

1.2地质力学模型试验的研究现状

1.2.1地质力学模型试验的发展

1.2.2高拱坝地质力学模型试验研究进展

1.3地质力学模型试验的发展趋势

参考文献

第2章地质力学模型试验的相似理论

2.1相似理论基础

2.1.1基本概念

2.1.2量纲分析

2.1.3相似第一定理

2.1.4相似第二定理

2.1.5相似第三定理

2.2相似关系分析和结构模型分类

2.2.1方程分析法

2.2.2量纲分析法

2.2.3定律分析法

2.2.4相似模型

2.3地质力学模型试验的相似条件

2.3.1相似比尺

2.3.2静力结构模型的相似判据

2.4考虑时效的模型试验相似理论

2.5小结

参考文献

第3章地质力学模型试验相似材料及模型加工技术

3.1模型试验材料

3.1.1模型试验材料特性

3.1.2模型试验材料分类

3.1.3材料试验和配比确定

3.2小块体砌筑技术

3.2.1小块体砌筑技术简介

3.2.2小块体制作

3.2.3坝拱坝体砌筑和雕琢

3.2.4裂隙岩体模拟

3.2.5断层、破碎带模拟

3.3基础处理措施模拟技术

3.3.1建基面混凝土置换

3.3.2深部混凝土置换

3.3.3大坝贴角模拟

3.3.4预应力锚索模拟

3.4小结

参考文献

第4章模型试验装置和加载系统

4.1模型试验装置

4.1.1基座式试验槽

4.1.2钢架式试验槽

4.1.3新型多功能模型试验平台

4.1.4其他新型模型试验平台

4.2模型荷载模拟

4.2.1重力荷载

4.2.2静水荷载

4.2.3联合的合成荷载模拟

4.2.4渗透压力模拟

4.2.5地应力荷载模拟

4.2.6洞室内压

4.3拱坝水压力模型荷载计算

4.3.1基本参数

4.3.2每层单位宽度内的集中力计算

4.3.3集中力垂直作用位置

4.3.4集中力的水平坐标位置和大小

4.4模型加载设备

4.4.1手工油泵千斤顶加载

4.4.2多点伺服加载系统

4.5小结

参考文献

第5章数据采集和监测

5.1应变测量原理

5.1.1测量原理

5.1.2线路分析

5.1.3温度补偿

5.1.4桥路

5.1.5光纤测量

5.2数据采集

5.2.1应变测量及应力计算

5.2.2位移测量方式

5.2.3绝对位移的测量

5.2.4相对位移的测量

5.2.5温度测量

5.3破坏监测

5.3.1摄像头监测

5.3.2声发射

5.4数据处理和结果分析

5.4.1测量结果的误差分析

5.4.2统计分析

5.4.3试验精度的影响因素

5.5小结

参考文献

第6章基于地质力学模型试验的高拱坝稳定评价分析

6.1整体稳定的评价准则

6.2基于地质力学模型试验的国内高拱坝安全稳定评价

6.3试验位移分布与整体稳定性的关系

6.3.1大岗山拱坝模型试验整体安全度

6.3.2拱梁及坝周顺河向位移分析

6.3.3拱坝位移方向角分析

参考文献

第7章溪洛渡拱坝地质力学模型试验及破坏模式分析

7.1概述

7.2地质力学模型试验

7.2.1模型砌筑

7.2.2加载布置

7.2.3测点布置

7.2.4数据采集系统和破坏监控系统

7.3试验结果分析

7.3.1坝体位移分布

7.3.2坝体应力分布

7.3.3坝肩岩体变形分布

7.3.4层间层内错动带相对位移分布规律

7.3.5破坏形态及机理

7.3.6整体安全度和破坏分析评价

7.4试验主要结论

参考文献

第8章基于地质力学模型试验的大岗山拱坝加固效果分析

8.1工程概况

8.2地质力学模型试验

8.2.1模型试验设计

8.2.2坝基裂隙岩体模拟

8.2.3断层模拟

8.2.4基础加固模拟

8.2.5加载及量测系统

8.3试验结果分析

8.3.1坝体位移分析

8.3.2应力分析

8.3.3超载位移分析

8.3.4开裂破坏过程分析

8.3.5整体稳定评价

8.4加固措施影响评价

8.4.1应力影响

8.4.2变形影响

8.4.3超载破坏模式影响

8.4.4整体稳定性影响

8.5与数值模拟的对比

8.5.1位移对比

8.5.2应力对比

8.5.3开裂破坏对比分析

8.5.4加固措施效果对比

8.5.5整体稳定

8.6试验主要结论

参考文献

第9章不对称拱坝地质力学模型试验及与数值模拟的对比

9.1工程概况

9.2地质力学模型试验

9.2.1相似比参数选择

9.2.2模型模拟范围

9.2.3测点布置

9.3试验结果分析

9.3.1坝体位移分析

9.3.2正常水载下坝体的应力分布

9.3.3坝体超载变形及开裂

9.3.4岩基变形及破坏机制

9.3.5各平切高程的开裂和破坏结果分析

9.3.6坝踵和坝趾开裂

9.3.7坝肩滑块的破坏情况

9.4与数值模拟成果的对比

9.4.1坝踵开裂对比

9.4.2坝趾破坏和不平衡力计算结果对比

9.5试验主要结论

参考文献

第10章有缝高拱坝的地质力学模型试验

10.1概述

10.2地质力学模型试验

10.2.1模型试验设计

10.2.2模型砌筑

10.2.3坝体裂缝的模拟

10.2.4模型试验装置

10.2.5监测点布置

10.3试验结果分析

10.3.1应力分析

10.3.2变位分析

10.3.3内部观测分析

10.3.4开裂破坏研究

10.4试验主要结论

参考文献

附录A变形加固理论简介

A.1结构的稳定和失稳

A.2高拱坝整体稳定性评价

A.3变形加固理论的有限元表述及局部破坏评价

A.4小结

参考文献

高拱坝地质力学模型试验造价信息

市场价

信息价

询价

高拱坝地质力学模型试验前言

随着我国国民经济的快速发展，西南、西北等地区的水利水电建设取得了蓬勃发展。一大批高拱坝，例如溪洛渡(285.5m)、小湾(292.5m)、锦屏(305m)、大岗山(210m)等已经接近完工，另外一些高拱坝，例如白鹤滩(287m)、松塔(313m)、马吉(290m)等处于设计之中。这些高拱坝无一例外都处在河谷陡峻、高地应力的复杂地形地质赋存环境中，对高拱坝工程的安全有着巨大的影响。

高拱坝的安全性主要受大坝基岩控制，坝肩稳定是其安全的核心问题。伴随着岩石力学理论和计算技术的发展，拱坝设计水平得到了很大的发展。稳定分析和加固设计也取得了很大的进展。但是由于高拱坝赋存的地质环境的复杂性，传统的理论解析方法难以处理岩体的非线性特征，飞速发展的数值模拟技术在岩体裂隙模拟及破坏仿真方面，也具有自身的局限性。而地质力学模型试验，以其直观、形象和岩体模拟的真实性成为高拱坝整体作用机理、破坏分析和加固设计的重要手段。尤其是对于我国的300m级高拱坝，更需要通过地质力学模型试验，深入研究其破坏模式，对其进行有针对性的加固设计，以保证大坝的安全可靠运行。

清华大学水利系水工结构实验室在1956年开始进行拱坝的地质力学模型试验研究，是国内最早开展拱坝地质力学模型试验的单位。先后完成了青石岭、龙羊峡、李家峡、东风、紧水滩、二滩、铜头、拉西瓦、大岗山、锦屏一级、溪洛渡、小湾、白鹤滩等高拱坝的地质力学模型试验研究，为这些高拱坝的稳定分析和加固设计提供了科学依据。相关加固设计建议也已经成功应用到工程实践中。地质力学模型试验的相关创新性研究成果也获得了国家科技进步二等奖。同时，也编入了我国的水利行业标准《混凝土拱坝设计规范》(SL282-2003)和电力行业标准《混凝土拱坝设计规范》(DL/T5436-2006)，以及2011年修订的《水工设计手册》(第5卷混凝土坝)中。

本书共分10章。第1章为绪论，介绍了高拱坝地质力学模型试验及发展现状;第2章介绍了地质力学模型试验的理论基础--相似理论;第3章介绍了地质力学模型试验相似材料的研制及模型加工技术的开发，重点阐述了能较好同时模拟岩体结构变形和强度特点的小块体砌筑技术;第4章针对模型试验装置和加载系统，阐述了模型试验台和多点伺服加载设备的研制;第5章阐述了数据采集和破坏监测，介绍了小尺寸、低成本的内部位移计和外部位移计的研制;第6章介绍了基于地质力学模型试验的高拱坝稳定评价理论，提出了整体稳定性的评价指标，并分析了拱坝位移分布与整体稳定性的关系;第7~10章分别介绍了溪洛渡、大岗山、白鹤滩和小湾等4个典型高拱坝的地质模型试验情况，其中第7章重点阐述了溪洛渡拱坝的破坏模式及内在成因;第8章重点介绍了大岗山拱坝的加固效果评价;第9章重点介绍了白鹤滩这一典型不对称高拱坝的模型试验及与数值模拟的对比研究;第10章介绍了坝体内部存在裂缝的高拱坝的地质力学模型试验情况。

本书的研究成果和出版得到国家自然科学基金面上项目、水沙科学与水利水电工程国家重点实验室科研项目、教育部新世纪优秀人才支持计划的资助，作者在此深表谢意!

本书是清华大学水利系水工结构实验室近十年在地质力学模型试验方面的理论研究和工程实践的总结，包含了试验技术和高拱坝稳定分析理论方面的研究成果。参加本书研究工作的还有沈大利、张泷、何柱、程立、武哲书、潘元炜、常强、邓检强、吕庆超、宋子亨、吕征、林聪、官福海、王峻、李波、崔智雄、冷旷代等。本书的研究成果也得到了中国水电顾问集团所属的多个勘测设计研究院的大力支持和帮助，在此一并致谢!

由于作者水平有限，书中难免存在疏漏和欠妥之处，敬请读者批评指正。

作者

2015年12月于清华园

高拱坝地质力学模型试验常见问题

为何结构力学试验的模型通常采用钢材？

因为钢材最接近土木工程里面左右理论的一个假定。。。各向同性的假定。。只有假定了这个才能用好多理论。。。而且钢材的本构模型比较简单，一般都是平直段或者两斜线，也就是钢材的应力和应变关系曲线比较简单。容易...

化工开发过程在什么条件下模型试验可以取代中试

中试是中间性试验的简称，是科技成果向产生力转化的必要环节，成果产业化的成败主要取决于中试的成败。科技成果经过中试，产业化成功率可达80%；而未经过中试，产业化成功率只有30%。要实现科技成果转化与产业...

拱坝中拱端和拱冠分别指拱坝的哪个部位

拱端是指拱坝与山体接触的部位，拱冠是拱坝的拱顶处

重力坝拱坝土石坝的区别

答； 重力坝是由砼或浆砌石修筑的大体积档水建筑物，其基本剖面是直角三角形，整体是由若干坝段组成。 重力坝的工作原理 重力坝在水压力及其它荷载作用下必需满足：A、稳定要求：主要依依靠坝体自重产生的抗滑力...

材料力学但跨桥模型

单跨梁就不要考虑做成弯曲的什么的了改变其形状的话受力作用下会不稳。设计截面形状有 圆柱形 ，矩形 。变截面梁就算了。如果是饮料罐头的话，就设计成圆柱薄壁型的（卷起来），这样合理一些。根据计算公式Mx ...

水力学模型试验模型试验的类型

按研究的对象、任务和试验方法可分成不同类型:①在研究枢纽布置和各类建筑物的相互关系时，需要将整个枢纽包括上下游河段，缩制成模型进行研究，称整体模型试验;②研究某一建筑物，称单项整体模型试验;③截取一个断面放在玻璃水槽内进行试验，称断面模型试验(或一维模型);④研究建筑物及河渠某一部位水流现象，称局部模型试验;⑤研究闸门止水等问题，称局部切片模型试验等。

模型三个方向的比尺相同的称正态模型。如所研究水域范围大，为保证模型内有足够水深，则须放大垂直比尺，称为变态模型。模型中河床地形做成固定边界的为定床模型:如研究河床的冲淤变化，则使用模型沙作成可冲淤的河床称动床模型。如模型水流中挟带悬移质的称为浑水模型，否则称为清水模型。

此外，还有气流模型，减压模型等。

水力学实验模型试验

许多涉及液流的工程问题，需要进行模型试验。某些大型水工构筑物必须经过模型试验。在实验室内，按所规划的实物根据相应的模型律，以缩小的比例制成模型进行模拟实验，就实物在运转中可能遇到的各种因素，对不同设计方案的模型所产生的影响加以观测，从而了解各种影响因素在定性上或定量上的作用，以供方案选择、工程决策或问题判明作参考。

模型液流和原型水流(即实物水流)之间应当满足力学相似。力学相似包括几何相似、运动相似和动力相似。

①几何相似是原型水流和模型液流相应长度成比例，相应角度相等。

②运动相似是在几何相似的基础上，原型和模型的相应点上(如果为非恒流需加上相应时间上)的流速方向相同，大小成同一比例。

③动力相似要求作用在原型和模型上相应力成比例。作用在液体上的力有重力、压力、粘性力、表面张力等，使这些外力的合力和水流惯性力处于平衡状态。

设计一个模型由于技术上的限制，不可能同时把所有的外力都考虑，因而只能考虑主要的作用力。①当决定液体流动状态的主要作用力为重力时，要求原型和模型的惯性力和重力之比相等，即原型和模型的弗劳德数相等。明渠流和波浪运动的主要作用力是重力，模型设计遵循弗劳德模型律。②当决定液流运动状态的主要作用力为粘性力时，要求原型和模型的惯性力和粘性力之比相等，即原型和模型的雷诺数相等。管流和潜体绕流，主要作用力是粘性阻力，模型设计遵循雷诺模型律。但是当雷诺数相当大时，惯性阻力占绝对优势，水流进入自动模型区，则只要达到几何相似，不必遵循雷诺模型律，即能实现力学相似。

有了速度比例，结合长度比例和密度比例，即可求出任意参变量(例如力、压强、流量等)的比例，将实验结果换算为原型参变量。

水力学模型试验试验意义

液体流动是一种非常复杂的过程，很多流动规律有待研究。单纯用数理分析，在多数情况下难以得出正确结果，而必须依赖于实验。水力学模型实验的目的是探索规律，验证理论，确定系数或常数，进行水力学专题研究，解决生产实际问题。

水力模型试验研究，包括模型相似理论，模型的规划、设计和制造，测试系统的布置设计，模型试验方案优选和试验测取资料的处理分析，并预见原型工程中可能存在的问题，为工程提供设计需要的数据和改进方案。水力模型试验能用少量的经费，完善工程设计，并节省建设投资，得到较大的经济效益。

备注：数据仅供参考，不作为投资依据。