水工程安全 - China Institute of Water Resources …

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1、2010年7月中國(guó)水利水電科學(xué)研究院巖土工程研究所概況巖土所簡(jiǎn)介全所固定崗44人，其中科學(xué)院院士1人，教授級(jí)高工8人。重點(diǎn)研究方向高土石壩關(guān)鍵技術(shù)研究高邊坡關(guān)鍵技術(shù)研究深埋長(zhǎng)隧洞和大型地下結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研究水工程建設(shè)與安全管理關(guān)鍵技術(shù)研究環(huán)境巖土工程技術(shù)研究高土石壩工程技術(shù)研究自“六五”攻關(guān)開(kāi)始，結(jié)合魯布革、小浪底、瀑布溝、西北口、天生橋一級(jí)、紫坪鋪、洪家渡、水布埡等一系列土石壩工程進(jìn)行科技攻關(guān)，形成了一套完整的土石壩筑壩關(guān)鍵技術(shù)研究的體系。依托自身的研究積累，為幾乎所有的大型土石壩工程成功進(jìn)行了技術(shù)服務(wù)，為這些工程的建設(shè)提供

2、了技術(shù)支撐，近期，結(jié)合在建或擬建的糯扎渡（261.5m）、雙江口（314m）、兩河口工程（295m）、長(zhǎng)河壩（壩高240m，覆蓋層深約60m）等工程，對(duì)300m級(jí)高土石壩長(zhǎng)期變形及變形控制、防滲心墻水力劈裂、滲流控制等一系列關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究。作為“十一五”國(guó)家科技支撐項(xiàng)目負(fù)責(zé)單位，以歷經(jīng)“5.12”特大地震考驗(yàn)的紫坪鋪面板堆石壩為依托，正在對(duì)堆石壩的抗震減災(zāi)技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)研究。系列完整、功能先進(jìn)的土石壩筑壩材料性質(zhì)研究設(shè)備大型高壓三軸蠕變?cè)囼?yàn)機(jī)最長(zhǎng)穩(wěn)壓時(shí)間：6個(gè)月大型高壓動(dòng)力三軸試驗(yàn)機(jī)正在研制的試樣直徑為1000

3、mm的特大型高壓靜、動(dòng)力三軸試驗(yàn)機(jī)土石壩高精度、大規(guī)模數(shù)值分析及可視化計(jì)算壩高300m模型豎向位移（10m精度，約70000單元）壩高300m模型豎向位移（20m精度，約35000單元）壩高300m模型豎向位移（30m精度，約17500單元）擁有一批先進(jìn)的巖土工程數(shù)值分析軟件，可完成土石壩應(yīng)力變形和動(dòng)力反應(yīng)分析、滲流及滲透變形分析等方面的數(shù)值分析研究工作。近年來(lái)，又開(kāi)發(fā)了大規(guī)模網(wǎng)格、高精度計(jì)算方法，并在高土石壩工程中得到應(yīng)用。土石壩高精度、大規(guī)模數(shù)值分析及可視化計(jì)算可視化計(jì)算施工過(guò)程的模擬土石壩高精度、大規(guī)模數(shù)值分析及可視化

4、計(jì)算可視化計(jì)算計(jì)算成果的動(dòng)態(tài)顯示6/15/20219項(xiàng)目參數(shù)最大離心機(jī)加速度(g)100振動(dòng)方向水平+垂直水平振動(dòng)加速度(g)30垂直振動(dòng)加速度(g)20最大震動(dòng)頻率(Hz)400震動(dòng)歷時(shí)(s)2最大負(fù)載(kg)400最大位移(mm)±5輸入波形任意地震波數(shù)據(jù)采集通道128大型離心模擬試驗(yàn)研究機(jī)及雙向振動(dòng)臺(tái)450g-t大型土工離心機(jī)雙向振動(dòng)臺(tái)目前國(guó)內(nèi)容量最大的土工離心試驗(yàn)機(jī)，裝配有爆破模擬試驗(yàn)裝置、機(jī)械手（正在研制）、雙向振動(dòng)臺(tái)、光纖量測(cè)設(shè)備等附屬試驗(yàn)裝置。1990年投入使用以來(lái)，先后完成了多個(gè)重點(diǎn)科研項(xiàng)目，并為小浪底、天生

5、橋、龍灘、溝后、烏魯瓦提、黑泉、西流水、察汗烏蘇等工程進(jìn)行了開(kāi)創(chuàng)性試驗(yàn)研究。大型振動(dòng)臺(tái)動(dòng)力模型試驗(yàn)結(jié)合“九五”國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)，研究發(fā)展了一套高堆石壩振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)的試驗(yàn)技術(shù)和方法。近年成功完成了烏拉泊土石壩、大西溝土心墻堆石壩、四川雙江口高心墻堆石壩、兩河口高心墻堆石壩、猴子巖面板堆石壩等工程的動(dòng)力模型試驗(yàn)研究工作。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和室內(nèi)試驗(yàn)相結(jié)合共同確定土料特性和計(jì)算參數(shù)梅納G型旁壓儀（預(yù)鉆式）最大壓力10MPa，探頭直徑：58mm、74mm，探頭測(cè)量腔長(zhǎng)210mm大型載荷試驗(yàn)面波測(cè)試儀依靠大型旁壓儀、載荷試驗(yàn)等現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試技術(shù)，借

6、助于反演分析，確定覆蓋層土體及堆石體的原位力學(xué)指標(biāo)。該技術(shù)已成功在察汗烏蘇、九甸峽等工程得到應(yīng)用，為可靠確定覆蓋層地基的變形性能提供了有效的手段。以陳祖煜院士為首的科研團(tuán)隊(duì)，開(kāi)發(fā)并完善了用于巖質(zhì)高邊坡穩(wěn)定分析的二維、三維剛體極限平衡法，二維、三維大型巖體結(jié)構(gòu)有限元數(shù)值分析方法，逐步建立起了系統(tǒng)的、具有先進(jìn)水平的高邊坡和大型地下結(jié)構(gòu)工程的穩(wěn)定分析方法。先后為三峽、小浪底、錦屏一級(jí)、向家壩、洪家渡、紫坪鋪、小灣、糯扎渡、恰甫其海、宜興、昌馬等大中型水利水電項(xiàng)目建設(shè)提供了技術(shù)支撐。近年來(lái)，引進(jìn)并開(kāi)發(fā)了新型壓縮分散型錨索技術(shù)、巖體抗

7、剪強(qiáng)度原位測(cè)試新技術(shù)等，并在多個(gè)工程得到成功應(yīng)用。巖石力學(xué)與工程技術(shù)研究高邊坡穩(wěn)定分析評(píng)價(jià)及加固技術(shù)研究先后承擔(dān)了多項(xiàng)國(guó)家科技攻關(guān)和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，以及部重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目；完成了三峽、小浪底、小灣、溪洛渡、向家壩、錦屏一級(jí)、糯扎渡、洪家渡等一系列重大水利水電工程的高邊坡穩(wěn)定分析。錦屏一級(jí)左壩肩高邊坡施工開(kāi)挖仿真三維有限元分析溪洛渡左岸進(jìn)水口高邊坡開(kāi)挖支護(hù)仿真三維有限元分析混凝土高壩與基礎(chǔ)聯(lián)合作用穩(wěn)定分析評(píng)價(jià)及加固技術(shù)在國(guó)內(nèi)較早開(kāi)始采用三維彈塑性有限元方法研究混凝土高壩與復(fù)雜巖體的穩(wěn)定性，多年來(lái)，結(jié)合三峽、李家峽、龍羊峽

8、、小灣、索溪、龍口、向家壩、金安橋等工程，在高壩與基礎(chǔ)聯(lián)合作用機(jī)理、高混凝土重力壩深層抗滑穩(wěn)定失穩(wěn)判據(jù)和分析方法、高壩與復(fù)雜巖基大型聯(lián)合三維建模技術(shù)、高壩基礎(chǔ)加固技術(shù)等方面取得了重要研究成果。金安橋重力壩與巖基聯(lián)合作用三維非線性有限元分析小灣高拱壩與巖基聯(lián)合作用三維非線性三維有限元分析大型