混凝土壩理論與技術(shù)新進展

前言

　　我國地理和氣候條件特殊，除水害、興水利歷來是安民興邦的大事。黨中央、國務(wù)院高度重視水利工作，新中國成立以來，我國興建了8.7萬多座水庫，在防洪、灌溉、供水、發(fā)電等方面發(fā)揮了巨大效益。伴隨著大規(guī)模的水利水電建設(shè)，我國壩工技術(shù)也取得了突飛猛進的發(fā)展，有些領(lǐng)域達到了國際領(lǐng)先水平，這其中凝聚著諸多專家和工程技術(shù)人員的辛勤勞動和不懈努力?！　≈觳荚菏渴俏覈髩渭夹g(shù)發(fā)展創(chuàng)新的杰出代表，著名水工結(jié)構(gòu)和固體力學(xué)專家，中國工程院院士。他參加了我國第一批建造的佛子嶺、梅山、響洪甸三個混凝土壩的設(shè)計，為我國從無到有掌握現(xiàn)代化混凝土壩設(shè)計技術(shù)，作出了突出貢獻和重大創(chuàng)新。他是我國混凝土溫度徐變應(yīng)力、拱壩優(yōu)化及混凝土壩仿真的創(chuàng)建者和奠基人。他建立了混凝土溫度應(yīng)力和溫度控制較完整的理論體系；創(chuàng)造了拱壩優(yōu)化數(shù)學(xué)模型和高效求解方法，在世界上首先實現(xiàn)了拱壩體形優(yōu)化；開辟了混凝土壩仿真的一整套計算方法，使計算精度和計算效率得到很大提高。朱伯芳院士的一系列研究成果，特別是在混凝土溫度徐變應(yīng)力分析方面的研究工作，處于世界領(lǐng)先水平?！　≡诓粩噙M行理論創(chuàng)新的同時，朱伯芳院士還是現(xiàn)代混凝土壩設(shè)計技術(shù)的優(yōu)秀實踐者，他所創(chuàng)造的理論體系、研究成果和計算方法，在工程實踐中得到廣泛應(yīng)用。為了摸清生產(chǎn)中存在的問題，他幾乎跑遍了國內(nèi)所有混凝土壩土地；應(yīng)用他在混凝土溫度應(yīng)力方面的研究成果，先后在我國建成了數(shù)座無裂縫壩，在世界上首先結(jié)束了“無壩不裂”的歷史；他的拱壩優(yōu)化理論在拉西瓦、江口、瑞洋等100多個實際工程中得到應(yīng)用，可節(jié)約10％～30％的壩體混凝土用量，并大幅度地提高了高拱壩體形設(shè)計效率。

內(nèi)容概要

本書闡述了混凝土壩理論與技術(shù)的新進展，全書包括：混凝土壩設(shè)計方法現(xiàn)代化與安全系數(shù)設(shè)置，混凝土壩溫度應(yīng)力與“無壩不裂”歷史的結(jié)束，高拱壩設(shè)計與研究，混凝土壩安全監(jiān)控，混凝土的力學(xué)與熱學(xué)性能，混凝土結(jié)構(gòu)的水管冷卻與加溫，微膨脹混凝土筑壩技術(shù)，重力壩加高，抗地震、有限元、混凝土高壩全過程仿真分析，滲流場、裂縫漏水對溫度場影響和綜合研究，共11個專題。    本書是水利水電工程界從事設(shè)計、施工、科研、管理的廣大工程技術(shù)人員及高等院校相關(guān)專業(yè)師生的寶貴參考資料。

作者簡介

　　朱伯芳（1928．10～），江西余江人，中國工程院院士，水工結(jié)構(gòu)和固體力學(xué)專家。1951年畢業(yè)于上海交通大學(xué)土木系，1951～1957年參加我國第一批混凝土壩（佛子嶺、梅山、響洪甸）的設(shè)計。1957年底調(diào)至中國水利水電科學(xué)研究院（以下簡稱“水科院”）從事混凝土高壩研究。1969年下放到黃河三門峽水利電力部第十～工程局工作。1978年調(diào)回重建的水科院工作至今。1995年當(dāng)選為中國工程院院士?，F(xiàn)任國家南水北調(diào)專家委員會委員，水利部科技委員會委員，水科院科技委副主任，小灣、龍灘、白鶴灘等我國特高混凝土壩顧問組成員。曾任第八、第九屆全國政協(xié)委員，中國土木工程學(xué)會及中國水力發(fā)電學(xué)會常務(wù)理事，中國土木工程計算機應(yīng)用學(xué)會理事長，國際土木工程計算機應(yīng)用學(xué)會理事，曾被聘為清華大學(xué)、天津大學(xué)、大連理工大學(xué)、華北水利水電學(xué)院、南昌工程學(xué)院的兼職教授。

書籍目錄

序前言第1篇  混凝土壩設(shè)計方法現(xiàn)代化與安全系數(shù)設(shè)置  當(dāng)前混凝土壩建設(shè)中的幾個問題  混凝土壩安全評估的有限元全程仿真與強度遞減法　混凝土壩計算技術(shù)與安全評估展望　論混凝土壩安全系數(shù)的設(shè)置　關(guān)于可靠度理論應(yīng)用于混凝土壩設(shè)計的問題　論混凝土壩抗裂安全系數(shù)　DL 5108-1999《混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范》中幾個問題的商榷　我國混凝土壩壩型的回顧與展望第2篇  混凝土壩溫度應(yīng)力與“無壩不裂”歷史的結(jié)束　全面溫控、長期保溫，結(jié)束“無壩不裂”歷史　加強混凝土壩面保護，盡快結(jié)束“無壩不裂”的歷史　混凝土壩溫度控制與防止裂縫的現(xiàn)狀與展望——從“無壩不裂”到“無裂縫壩”的跨越　關(guān)于混凝土壩基礎(chǔ)混凝土允許溫差的兩個原理　混凝土壩的復(fù)合式永久保溫防滲板　通倉澆筑常態(tài)混凝土和碾壓混凝土重力壩的劈頭裂縫和底孔超冷問題　重力壩橫縫止水至壩面距離對防止壩面劈頭裂縫的影響　混凝土壩施工期壩塊越冬溫度應(yīng)力及表面保溫計算方法　重力壩運行期年變化溫度場引起的應(yīng)力　重力壩運行期縱縫開度的變化　地基上混凝土梁的溫度應(yīng)力　水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力及其控制　水閘溫度應(yīng)力　混凝土壩高塊澆筑質(zhì)疑　Prediction of Water Temperature in Deep Reservoirs　Thermal Stress in Roller Compacted Concrete Gravity Dams第3篇  高拱壩設(shè)計與研究　建設(shè)高質(zhì)量永不裂縫拱壩的可行性及實現(xiàn)策略　混凝土拱壩運行期裂縫與永久保溫　拱壩的有限元等效應(yīng)力及復(fù)雜應(yīng)力下的強度儲備　拱壩應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)研究　論特高混凝土拱壩的抗壓安全系數(shù)　水位變化條件下的拱壩溫度荷載　寒冷地區(qū)有保溫層拱壩的溫度荷載　關(guān)于拱壩接縫灌漿時間的探討　混凝土拱壩的應(yīng)力水平系數(shù)與安全水平系數(shù)　提高拱壩混凝土強度等級的探討　中國拱壩建設(shè)的成就　國際拱壩學(xué)術(shù)討論會專題綜述　Temperature Control and Design of Joints for RCC Arch Dams  Shape Optimization of Arch Dams for Static and Dynamic Loads    Optimum Central Angle of Arch Dam第4篇  混凝土壩安全監(jiān)控　提高混凝土壩安全監(jiān)控水平的新途徑——數(shù)字監(jiān)控　混凝土壩的數(shù)字監(jiān)控　混凝土高壩施工期溫度與應(yīng)力控制決策支持系統(tǒng)　混凝土壩運行期安全評估與全壩全過程有限元仿真分析第5篇  混凝土的力學(xué)與熱學(xué)性能　混凝土的半熟齡期——改善混凝土抗裂能力的新途徑　論壩工混凝土標(biāo)號與強度等級　混凝土絕熱溫升的新計算模型與反分析第6篇  混凝土結(jié)構(gòu)的水管冷卻與加溫　小溫差早冷卻緩慢冷卻是混凝土壩水管冷卻的新方向　混凝土壩水管冷卻自生溫度徐變應(yīng)力的數(shù)值分析　混凝土壩后期水管冷卻的規(guī)劃　利用塑料水管易于加密以強化混凝土冷卻第7篇　微膨脹混凝土筑壩技術(shù)第8篇　重力壩加高第9篇　抗地震、有限元、混凝土高壩全過程仿真分析第10篇　滲流場、裂縫漏水對溫度場的影響第11篇　綜合研究附　勤于工作　勤于學(xué)習(xí)　勤于思考的人——記朱伯芳院士

章節(jié)摘錄

　　第1篇　混凝土壩設(shè)計方法現(xiàn)代化與安全系數(shù)設(shè)置　　當(dāng)前混凝土壩建設(shè)中的幾個問題　　摘　要：我國在建混凝土壩的數(shù)量和高度均居世界首位，這既是一個難得的機遇，又是一次重大的挑戰(zhàn)。本文就與此有關(guān)的幾個問題進行討論，指出大壩安全是混凝土高壩的關(guān)鍵問題，分析了混凝土壩的破壞條件和安全系數(shù)的取值，指出由于樣本太少，可靠度理論應(yīng)用于混凝土壩設(shè)計無實際意義；指出了拱梁分載法的固有缺點，包括計算基礎(chǔ)變形的Vogt系數(shù)過于粗糙，不能計算庫水影響及施工過程的影響等；提出了改進混凝土壩安全評估的方法，對于一般的拱壩和重力壩，可采用有限元等效應(yīng)力法，對于重要工程應(yīng)進行全壩全過程有限元仿真分析；建議研究混凝土長期持荷強度和混凝土振搗密實度無損檢測方法，指出通過全面溫控、長期保溫，可結(jié)束“無壩不裂”的歷史?！　∥覈诮ɑ炷翂蔚臄?shù)量和高度均居世界首位，經(jīng)過認(rèn)真努力，有可能成為世界混凝土壩第一強國，但稍有不慎，也可能釀成大害，目前擺在我們面前的，既是一個千載難逢的歷史機遇，又是一次重大挑戰(zhàn)。　　要建造一座良好的混凝土高壩，需要做好規(guī)劃、勘探、設(shè)計、施工、運行管理等多方面的工作。本文不擬全面討論這些問題，只就設(shè)計、施工、科研方面的部分問題進行探討，提出一些看法：①指出大壩安全是混凝土高壩的關(guān)鍵問題；②建議研究一些重要而未受重視的問題；如混凝土長期持荷強度和混凝土振搗密實度的無損檢測方法；③提出大壩安全評估方法的改進；④進一步討論目前爭論較大的可靠度理論應(yīng)用于混凝土壩設(shè)計問題；⑤指出依靠全面溫控、長期保溫可以結(jié)束“無壩不裂”的歷史。

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