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拂子岭连拱坝原型结构性态分析总报告 1。用确定性函数法、物理推断法和统计相关法选择位移和裂缝开度的统计模型的因子；重点用时效位移分量评价大坝的实际运行工况和加固工程措施的效应；提出具有重大社会经济效益的运行控制水位；根据侧向位移分析成果，提出必须校核两岸支汀的侧向稳定及其设计荷载组合。2。将非参数检验法和蒙特卡罗模型应用于分析位移资料。3。用混凝土的徐变理论和岩体的鲍埃丁-汤姆模型，结合水库的实际运行状态，建立符合实际情况的时效位移数字模型。4。用单位温度、载常数以及预定初始温度场的处理办法，计算确定性模型中的温度分量。5。用确定性模型一次反演坝体混凝土和基岩的平均物理力学参数(EC，ER，A等)以及纵缝的等价摩擦系数。6。用小概率确定法推求断裂韧度和可能极值位移。7。在分析裂缝成因和机理的基础上，用抗裂条件，求出控制缝发生与发展的临界荷载图。8。用可靠度在分析强度，稳定安全度的同时，针对连拱坝出现较多裂缝的特点，分析了抗裂的安全度。成果达到国内领先水平，部分达国际先进水平。

该成果主要包括以下内容： 观测物理的统计模型及其应用。结合刘家峡、佛子岭等工程的结构特性和原型观测资料，用确定性函数法、物理推断法及相关法选择大坝位移量的统计模型的因子采用两种方案的统计模型，用回归分析法、时间序列分析法对大坝观测点的二向(重力坝)或三向(连拱坝)的位移观测值进行分析，得到的最佳回归方程符合这两座大坝的多年运行状态，预报方程给 这两座大坝的长期安全运行管理提供了科学依据，对中国的大坝原型观测工作起了推动作用。与此同时，应用矩法、热量平衡法和回归分析法对国内外十六座水库的坝前库水温的实测资料进行分析，得到其预报公式和图表，为工程设计提供水温资料，小浪底和东江水库应用该成果预测的水温，其对周围环境的影响，均已通过水电部初步审查。 混凝土坝的位移的应用研究。结合刘家峡和佛子岭等工程在国内外首次应用反演分析法求得反映混凝土坝实际结构作用的参数，坝体的“平均”力学参数以及坝体混凝土的断裂韧度，裂缝成因及其相应的荷载组合等方法新颖，思路开阔，处于同办领先地位。 以上成果在生产发挥了重大作用，收到了显著的社会经济效益。

该项目用动力试验得到大坝的动力特性并据此进行大坝的老化、损伤诊断，具有重大的工程实际意义。其研究的技术路线采用大坝固有频率的变化进行大坝整体老化分析，用传递函数虚部的变化进行损伤部位的诊断有充分的理论依据和良好的实际效果。对复杂问题配以有限元动力分析，最终诊断混凝土大坝的老化、损伤的程度，其技术路线已为大型振动台模型试验和佛子岭大坝原型试验所验证。研究成果为国内外所首创，将为中国众多的混凝土大坝的监测、维护及安全运行，提供行之有效的技术手段和科学的方法，具有重大的社会效益。主要创新点：1.损伤诊断敏感度分析，研究了对大坝的刚度微小变化有足够反应的振动量，即动力参数对刚度变化的敏感度。研究表明由于大坝固有频率比较容易测试，尤其是大坝的基频，因此固有频率可以作为大坝整体老化评价的一个参数。频响函数无论对刚度、质量或阻尼的灵敏度的模的曲线，在共振峰附近的值很大，选用频响函数进行混凝土大坝动力诊断是比较合适的。2.动力模型试验表明频响函数虚部幅值的变化值，在跨越裂缝处变化明显，据此能够准确判断出局部刚度的变化，可以用于大坝局部刚度变化部位的动力诊断。3.为了研究该项目在实际工程中的应用效果，选择了建坝时间长、结构复杂的佛子岭连拱坝进行现场试验。该试验主要采用起振机的激振方式，另外辅以随机脉动和爆破激励，分别在整个坝段的坝项、11支墩的横河向和顺河向方向进行试验。利用试验结果进行的动力诊断表明佛子岭大坝已有多处出现裂缝，大坝已有较严重的老化与损伤，需要加固。4.用显式有限元加人工透射边界的方法对佛子岭大坝进行了完好状态、有裂缝现状、加固方案工况下多种荷载组合的静、动力分析。并对大坝的加固方案进行论证和抗震安全进行复核。为佛子岭大坝的加固提供了科学的依据。该项目研究成果为国内外所首创，已在佛子岭大坝的老化诊断和随后的加固方案论证中取得实效，将为中国众多的混凝土大坝的监测、维护及安全运行，提供一种行之有效的技术手段和科学方法，具有重大的社会效益。

该闸门是坝身输水道的主要控制设备，对保证泄洪、灌溉、连拱坝的安全都十分重要。该课题研究了闸门振动的原因和消除它的方法。首先提出了平板门滑动启闭中类似于干摩擦的自激振动问题，并在检查结论中得到证实。由于闸门是全封闭的，所能录到的信息量非常少，该研究利用仅有的资料进行相关分析，从以毫秒计的时差上识别了门体系统与油管系统振动的主从关系，找到了闸门振动的根本原因。这种测试与分析方法在国内外所见不多。该成果对其他水利工程的泄水建筑物的运用管理有很好的指导价值，通过诊断与检修，消除故障后对下游３００万亩农田灌溉用水提供子泄水保证，社会经济效益显著。

环氧树脂加煤焦油坝面防渗配方三层涂料，适用于４０米水头以下的中小型砌石坝。该配方适应性强，应用广泛，干湿坝面均可使用，而且粘结力强，每平方厘米达１６公斤以上，抗渗、抗冻、抗老化等各种物理力学性能都很好。且具有造价低、易施工、涂料本身对水质不造成污染等优点。河北省野沟门水库砌石连拱坝渗漏严重，采用了该涂料配方施工，仅３个月就完成了防渗面积９１９０平方米的施工任务，同年汛期蓄水后，对上下游水位、渗水量、水质及涂料本身进行了３年多的观测、研究。结果在同样水位的情况下，渗水量由２５公斤／小时降为零。防渗涂料无明显变化，达到了预期的防渗效果。该涂料每平方米５．４０元，与沥青砂浆防渗面板相比较每平方米节省投资７６－８２元，且施工简便，不影响水库运用。