水工程安全.ppt

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1、岩土工程研究所2010年7月中国水利水电科学研究院岩土工程研究所概概 况况 2021/9/241岩土工程研究所岩土所简介岩土所简介 全所固定岗全所固定岗44人，其中科学院院士人，其中科学院院士1人，教授级高工人，教授级高工8人。人。2021/9/242岩土工程研究所重点研究方向重点研究方向高高土石坝关键技术研究土石坝关键技术研究高边坡关键技术研究高边坡关键技术研究深埋长隧洞和大型地下结构关键技术研究深埋长隧洞和大型地下结构关键技术研究水工程建设与安全管理水工程建设与安全管理关键技术研究关键技术研究环境岩土工程技术研究环境岩土工程技术研究2021/9/243岩土工程研究所高土石坝工程技术研究高土

2、石坝工程技术研究自自“六五六五”攻关开始，结合鲁布革、小浪底、瀑布沟、西北口、天生桥攻关开始，结合鲁布革、小浪底、瀑布沟、西北口、天生桥一级、紫坪铺、洪家渡、水布垭等一系列土石坝工程进行科技攻关，形一级、紫坪铺、洪家渡、水布垭等一系列土石坝工程进行科技攻关，形成了一套完整的土石坝筑坝关键技术研究的体系。依托自身的研究积累，成了一套完整的土石坝筑坝关键技术研究的体系。依托自身的研究积累，为几乎所有的大型土石坝工程成功进行了技术服务，为这些工程的建设为几乎所有的大型土石坝工程成功进行了技术服务，为这些工程的建设提供了技术支撑，提供了技术支撑，近期，结合在建或拟建的糯扎渡（近期，结合在建或拟建的糯扎

3、渡（261.5m）、双江口（）、双江口（314m）、两河）、两河口工程（口工程（295m）、长河坝（坝高）、长河坝（坝高240m，覆盖层深约，覆盖层深约60m）等工程，对）等工程，对300m级高土石坝长期变形及变形控制、防渗心墙水力劈裂、渗流控制等级高土石坝长期变形及变形控制、防渗心墙水力劈裂、渗流控制等一系列关键技术问题进行了较系统的研究。一系列关键技术问题进行了较系统的研究。作为作为“十一五十一五”国家科技支撑项目负责单位，以历经国家科技支撑项目负责单位，以历经“5.12”特大地震特大地震考验的紫坪铺面板堆石坝为依托，正在对堆石坝的抗震减灾技术进行系考验的紫坪铺面板堆石坝为依托，正在对堆石

4、坝的抗震减灾技术进行系统研究。统研究。2021/9/244岩土工程研究所系列完整、功能先进的土石坝筑坝材料性质研究设备系列完整、功能先进的土石坝筑坝材料性质研究设备系列完整、功能先进的土石坝筑坝材料性质研究设备系列完整、功能先进的土石坝筑坝材料性质研究设备大型高压三轴蠕变试验机大型高压三轴蠕变试验机最长稳压时间：6个月大型高压动力三轴试验机大型高压动力三轴试验机正在研制的试样直径为正在研制的试样直径为1000mm 1000mm 的的特大型高压静、动力三轴试验机特大型高压静、动力三轴试验机2021/9/245岩土工程研究所土石坝高精度、大规模数值分析及可视化计算土石坝高精度、大规模数值分析及可视

5、化计算土石坝高精度、大规模数值分析及可视化计算土石坝高精度、大规模数值分析及可视化计算坝高300m模型竖向位移（10m精度，约70000单元）坝高300m模型竖向位移（20m精度，约35000单元）坝高300m模型竖向位移（30m精度，约17500单元）拥有一批先进的拥有一批先进的岩土工程数值分岩土工程数值分析软件，可完成析软件，可完成土石坝应力变形土石坝应力变形和动力反应分析、和动力反应分析、渗流及渗透变形渗流及渗透变形分析等方面的数分析等方面的数值分析研究工作。值分析研究工作。近年来，又开发近年来，又开发了大规模网格、了大规模网格、高精度计算方法，高精度计算方法，并在高土石坝工并在高土石坝

6、工程中得到应用。程中得到应用。2021/9/246岩土工程研究所土石坝高精度、大规模数值分析及可视化计算土石坝高精度、大规模数值分析及可视化计算土石坝高精度、大规模数值分析及可视化计算土石坝高精度、大规模数值分析及可视化计算可视化计算施工过程的模拟2021/9/247岩土工程研究所土石坝高精度、大规模数值分析及可视化计算土石坝高精度、大规模数值分析及可视化计算土石坝高精度、大规模数值分析及可视化计算土石坝高精度、大规模数值分析及可视化计算可视化计算计算成果的动态显示2021/9/24812/23/20229项目参数最大离心机加速度 (g)100振动方向水平+垂直水平振动加速度(g)30垂直振动

7、加速度(g)20最大震动频率(Hz)400震动历时(s)2最大负载 (kg)400最大位移(mm)5输入波形任意地震波数据采集通道128大型离心模拟试验研究机及双向振动台大型离心模拟试验研究机及双向振动台450g-t大型土工离心机双向振动台目前国内容量最大的土工离心试验机，装配有爆破模拟试验装置、机械手（正在研制）、双向振动台、光纤量测设备等附属试验装置。1990年投入使用以来，先后完成了 多个重点科研项目，并为小浪底、天生桥、龙滩、沟后、乌鲁瓦提、黑泉、西流水、察汗乌苏等工程进行了开创性试验研究。2021/9/249岩土工程研究所大型振动台动力模型试验大型振动台动力模型试验结合“九五”国家重

8、点科技攻关，研究发展了一套高堆石坝振动台模型试验的试验技术和方法。近年成功完成了乌拉泊土石坝、大西沟土心墙堆石坝、四川双江口高心墙堆石坝、两河口高心墙堆石坝、猴子岩面板堆石坝等工程的动力模型试验研究工作。2021/9/2410岩土工程研究所现场测试和室内试验相结合共同确定土料特性和计算参数现场测试和室内试验相结合共同确定土料特性和计算参数现场测试和室内试验相结合共同确定土料特性和计算参数现场测试和室内试验相结合共同确定土料特性和计算参数梅纳梅纳G型型旁压仪（预钻式）旁压仪（预钻式）最大压力10MPa，探头直径：58mm、74mm，探头测量腔长210mm大型载荷试验大型载荷试验面波测试仪面波测试

9、仪依靠大型旁压仪、载荷试验等现场测试技术，借助于反演分析，确定覆盖层土体及堆石体的原位力学指标。该技术已成功在察汗乌苏、九甸峡等工程得到应用，为可靠确定覆盖层地基的变形性能提供了有效的手段。2021/9/2411岩土工程研究所以陈祖煜院士为首的科研团队，开发并完善了用以陈祖煜院士为首的科研团队，开发并完善了用于岩质高边坡稳定分析的二维、三维刚体极限平衡于岩质高边坡稳定分析的二维、三维刚体极限平衡法，二维、三维大型岩体结构有限元数值分析方法，法，二维、三维大型岩体结构有限元数值分析方法，逐步建立起了系统的、具有先进水平的高边坡和大逐步建立起了系统的、具有先进水平的高边坡和大型地下结构工程的稳定分

10、析方法。先后为三峡、小型地下结构工程的稳定分析方法。先后为三峡、小浪底、锦屏一级、向家坝、洪家渡、紫坪铺、小湾、浪底、锦屏一级、向家坝、洪家渡、紫坪铺、小湾、糯扎渡、恰甫其海、宜兴、昌马等大中型水利水电糯扎渡、恰甫其海、宜兴、昌马等大中型水利水电项目建设提供了技术支撑。项目建设提供了技术支撑。近年来，引进并开发了新型近年来，引进并开发了新型压缩分散型锚索技术、压缩分散型锚索技术、岩体抗剪强度原位测试新技术等，并在多个工程得岩体抗剪强度原位测试新技术等，并在多个工程得到成功应用。到成功应用。岩石力学与工程技术研究岩石力学与工程技术研究2021/9/2412岩土工程研究所高边坡稳定分析评价及加固技

11、术研究高边坡稳定分析评价及加固技术研究先后承担了多项国家科技攻关和国家自然科学基金项目，以及部重点科技攻关项目；完成了三峡、小浪底、小湾、溪洛渡、向家坝、锦屏一级、糯扎渡、洪家渡等一系列重大水利水电工程的高边坡稳定分析。锦屏一级左坝肩高边坡施工开挖仿真三维有限元分析溪洛渡左岸进水口高边坡开挖支护仿真三维有限元分析2021/9/2413岩土工程研究所混凝土高坝与基础联合作用稳定分析评价及加固技术混凝土高坝与基础联合作用稳定分析评价及加固技术混凝土高坝与基础联合作用稳定分析评价及加固技术混凝土高坝与基础联合作用稳定分析评价及加固技术在国内较早开始采用三维弹塑性有限元方法研究混凝土高坝与复杂在国内较

12、早开始采用三维弹塑性有限元方法研究混凝土高坝与复杂岩体的稳定性，多年来，结合三峡、李家峡、龙羊峡、小湾、索溪、岩体的稳定性，多年来，结合三峡、李家峡、龙羊峡、小湾、索溪、龙口、向家坝、金安桥等工程，在高坝与基础联合作用机理、高混龙口、向家坝、金安桥等工程，在高坝与基础联合作用机理、高混凝土重力坝深层抗滑稳定失稳判据和分析方法、高坝与复杂岩基大凝土重力坝深层抗滑稳定失稳判据和分析方法、高坝与复杂岩基大型联合三维建模技术、高坝基础加固技术等方面取得了重要研究成型联合三维建模技术、高坝基础加固技术等方面取得了重要研究成果。果。金安桥重力坝与岩基联合作用三维非线性有限元分析小湾高拱坝与岩基联合作用三维

13、非线性三维有限元分析2021/9/2414岩土工程研究所大型地下洞室群围岩稳定仿真分析、支护设计及安全预报技术大型地下洞室群围岩稳定仿真分析、支护设计及安全预报技术 开发了系统的大型地下洞室群围岩稳定仿真分析、支护设计及安全预报技术，在承担国家重点科技项目的同时，为小浪底、糯扎渡、乌龙山、溪古等多个工程提供了技术支持。糯扎渡地下洞室群开挖支护三维非线性有限元仿真分析乌龙山地下洞室群开挖支护三维非线性有限元仿真分析 2021/9/2415岩土工程研究所 预应力锚索技术研究预应力锚索技术研究通过引进技术、联合开发和集成创新等方式，研究出了新的锚索工艺、长期耐久性研究试验台，并提出了锚固工程安全评估

14、思路。新型可拆卸压缩组合分散型无粘结锚索新型可拆卸压缩组合分散型无粘结锚索在消化吸收韩国三友公司的压缩分散型锚索生产线引进技术的基础上，研制开发出智能压缩摩擦组合分散型锚索这一新型锚索体系，该新型锚索体系实现了锚头的可拆卸和可靠性自动化监测。恒荷载应力腐蚀试验台恒荷载应力腐蚀试验台与北京科技大学腐蚀室联合开发“恒荷载应力腐蚀试验台”，该试验台可以在恒定拉应力下，进行不同腐蚀环境下的应力腐蚀试验，为预应力锚索长期耐久性的研究提供了平台。锚固工程安全评估方法锚固工程安全评估方法 以漫湾电厂长期工作20年锚索现场开挖试验和室内相关力学化学试验结果为基础，通过分析防锈工艺的效果、锚头的防护措施、钢绞线

15、的锈蚀发展规律、长期作用下钢绞线的化学性质和力学变化，以及全长粘结预应力锚索的综合长期运行效果评价等初步成果，提出构建锚固工程安全评估体系的新思路。2021/9/2416岩土工程研究所岩体抗剪强度参数原位测试新技术岩体抗剪强度参数原位测试新技术岩石钻孔剪切仪岩石钻孔剪切仪2021/9/2417岩土工程研究所爆破施工对周围构建筑物影响的安全评估与跟踪监爆破施工对周围构建筑物影响的安全评估与跟踪监爆破施工对周围构建筑物影响的安全评估与跟踪监爆破施工对周围构建筑物影响的安全评估与跟踪监测技术研究测技术研究测技术研究测技术研究结合上海宝钢马迹山矿石中转港扩建工程、南水北结合上海宝钢马迹山矿石中转港扩建

16、工程、南水北调北京段等工程的爆破施工，分析研究了爆破地震调北京段等工程的爆破施工，分析研究了爆破地震波的传播衰减规律，制定了确保施工安全的有效措波的传播衰减规律，制定了确保施工安全的有效措施。在施工期进行了安全跟踪监测，及时提出了优施。在施工期进行了安全跟踪监测，及时提出了优化爆破设计方案和安全施工措施。化爆破设计方案和安全施工措施。马迹山矿石中转港扩建工程挤淤爆破施工场景部分监测仪器设备2021/9/2418岩土工程研究所水工程建设与安全管理技术研究水工程建设与安全管理技术研究水工程安全的检测、评价与除险加固技术研究水工程安全的检测、评价与除险加固技术研究水工程安全风险评估、预警与应急技术研

17、究水工程安全风险评估、预警与应急技术研究水工程建设施工质量控制技术研究水工程建设施工质量控制技术研究矿产开采对水工程安全影响的研究矿产开采对水工程安全影响的研究2021/9/2419岩土工程研究所土工合成材料检测及应用技术研究土工合成材料检测及应用技术研究 近年来建立完备土工合成材料检测及试验设备，为南水北调工程、病险水库除险加固工程、河道治理工程、橡胶坝工程以及尾矿坝等工程进行了大量的各类土工合成材料的质量检测及相关研究工作。土工合成材料力学试验系统（德国土工合成材料力学试验系统（德国H&PH&P）直剪拉拔摩擦试验系统直剪拉拔摩擦试验系统土工合成材料蠕变试验系统土工合成材料蠕变试验系统渗透系

18、数试验设备（美国渗透系数试验设备（美国TRI TRI）2021/9/2420岩土工程研究所 与新疆水利水电行业有关单位有着密切的联系与新疆水利水电行业有关单位有着密切的联系与新疆水利水电行业有关单位有着密切的联系与新疆水利水电行业有关单位有着密切的联系近年承担的项目：近年承担的项目：正在接触或洽谈的项目：正在接触或洽谈的项目：近年来，为新疆大石门水库、大西沟水库、肯斯瓦特水库、克孜尔水库、乌拉泊水库、恰甫其海水利枢纽、斯木塔斯水电站、吉林台一级水电站、喀什河梯级开发寨口水电站等工程的土石坝及高边坡设计进行了多方面的技术服务。阿尔塔什和库什塔依水电站有关高边坡稳定性分析及加固处理；努尔加水库大坝筑坝材料试验与大坝安全性分析；哈巴河吉勒布拉克水电站导流洞进口边坡处理及监测设计；肯斯瓦特大坝碾压试验与现场原位检测试验；.2021/9/2421岩土工程研究所2021/9/2422