坝踵区是决定高拱坝运行安全性的一个重要部位。多拱梁法和有限元分析均表明，坝踵部位是高拱坝的高拉应力区，而我国多座高拱坝实际观测到较大的坝踵压应力，与计算结果相悖。然而，国内外却不乏由于坝踵开裂而付出惨重代价的工程实例。本项目的目标是探求高拱坝坝踵的真实工作机制，充分掌握其细宏观工作性态，进而准确评价坝踵开裂风险。基于此，本项目建立了混凝土-岩石细观数值模型，可研究混凝土与岩石系统的相互作用损伤演化机理，研究混凝土-岩石系统力学性能的自调整规律，是高混凝土坝坝基真实工作性态研究的基础模型。考虑混凝土非均匀性、地基因素、谷幅变形等效应，揭示了高拱坝强震破损机理，为保障高坝工程抗震安全性提供理论和技术支持。建立了基于真实测量数据的混凝土坝真实性态仿真分析方法，揭示混凝土坝从施工过程到运行期的行为，对保障大坝安全运行有重要意义。提出的水泥基胶凝颗粒料，在土石边坡、土石坝等水工结构的加固和维护、提高结构韧性和安全性方面，有广阔的应用前景。发表学术论文14篇，其中SCI收录论文9篇，授权发明专利1项。获得2016年教育部技术发明奖一等奖1项，2017年四川省科学技术进步奖一等奖1项，2017年中国水力发电工程学会科学技术奖一等奖1项。获2019年中国水力发电学会第七届水工抗震防灾学术交流会优秀论文奖。项目负责人入选中国水利学会青年人才助力计划，北京市优秀人才培养资助计划青年骨干项目。培养毕业博士研究生2人，硕士研究生5人。 2100433B

坝踵区是决定高拱坝运行安全性的一个重要部位。多拱梁法和有限元分析均表明，坝踵部位是高拱坝的高拉应力区，而我国多座高拱坝实际观测到较大的坝踵压应力，与计算结果相悖。然而，国内外却不乏由于坝踵开裂而付出惨重代价的工程实例。本项目的目标是探求高拱坝坝踵的真实工作机制，充分掌握其细宏观工作性态，进而准确评价坝踵开裂风险。坝踵工作性态受施工过程影响，同时坝踵区混凝土-基岩力学性能和混凝土湿胀效应也影响其应力状态。通过物理试验和建立黏结颗粒元-有限体积耦合数值模型，从细观层面揭示混凝土-岩石体系损伤演化及其自组织受力调整规律，研究高压水环境下水-砼耦联致胀机理，构建基于细观机理的混凝土-岩石损伤本构模型。发展考虑混凝土分仓浇筑、封拱灌浆、分期蓄水、温度变化，以及坝踵混凝土-基岩损伤演化和高压水-砼致胀效应的宏观仿真方法，计算坝踵真实工作性态，定量分析坝踵开裂状态，为高拱坝坝踵安全评价提供科学依据。

第一章 概述

1.1 拱坝的发展

1.2 拱坝分类

1.3 坝址选择

1.4 设计条件

1.5 基本资料

参考文献

第二章 枢纽布置和泄洪消能

2.1　概述

2.2 拱坝枢纽布置

2.3 拱坝高水头大流量泄洪

2.4 拱坝消能技术

2.5 拱坝枢纽的高速水流问题

参考文献

第三章 拱坝体形设计与优化

3.1 拱坝的几何模型

3.2 拱坝体型的类型

3.3 拱坝的体形设计

3.4 拱坝体形的手工设计

3.5 拱坝体形的满应力设计

3.7 拱坝体形的单目标优化设计

3.8 拱坝体形的双目标优化设计

3.9 拱坝体形的多目标优化设计

3.10 拱坝的智能优化辅助设计

3.11 拱坝化中的表态分析与稳定分析

3.12 拱坝优化中的动态应力分析

3.13 拱坝体设计中的几个问题的讨论

3.14 拱坝体形的经验性评估

参考文献

第四章 拱坝静态应力分析——结构力学方法

4.1 概论

4.2 基础变位计算

4.3 悬臂梁计算

4.4. 拱圈计算

4.5 拱冠梁法

4.6 多拱梁法——五向协调

4.7 多拱梁法——四向协调

4.8 多拱梁试载法——三向逐步调整

4.9 多拱梁法——三向协调

4.10 泊松比影响的调整

4.11 混合法

4.12 坝体应力计算

4.13 算例

4.14 影响拱梁径向荷载分配的因素

4.15 多拱梁法与有限元法的耦合

4.16 非线性多拱梁法

4.17 圆拱弹性稳定性

第五章 拱坝静态应力分析——有限单元法

……

第六章 拱坝动态应力分析和抗震设计

第七章 拱坝抗滑稳定分析

第八章 拱坝基础处理

第九章 拱坝温度控制

第十章 拱坝细部结构与监测体系

第十一章 特殊拱坝

第十二章 关于拱坝应力控制标准和接缝灌浆时间的研究

参考文献2100433B

在枢纽布置时，曾研究过多种坝型，根据河床与近河床的地质情况，最后选定了重力拱坝。

隔河岩坝址为一不对称河谷，左岸高程150m以上地形平缓低矮，为了改善修建拱坝的河谷地形和提高下部拱坝高度，避免拱坝顶部重力坝过高，在设计中，在左岸坝肩（高程126~138m建基面上）设置重力墩。重力墩由4个坝段组成，由于重力墩左段为垂直升船机，从稳定和应力条件看，不宜作得过高，只宜承受150m以下拱推力，因此，将高程150m以下的横缝进行灌浆连成整体，承受拱坝推力，高程150m以上的横缝不灌浆，成为重力坝。重力墩底部尺寸顺轴向87m，垂直轴向约81m。河床主体为上重下斜拱式重力拱坝，两岸为重力坝的综合坝型。影响两岸拱座稳定的软弱结构面采用阻滑键、传力柱及加强山体内部排水等措施进行处理。

重力拱坝的封拱高程左岸为150m，河床为180m，右岸为160m，上游坝面采用铅直圆弧面，外半径为312m。下游坝坡上部重力坝为1∶0.7，下部重力拱坝为1∶0.5，其间用铅直线连结。拱圈平面内弧采用三心圆，靠近拱冠部位采用定圆心大半径等厚圆拱，拱端部位采用变圆心小半径贴角加厚，坝坡随之变为1∶0.75，顶拱中心角80°。

隔河岩重力拱坝体形有如下特殊性：

1、拱坝封拱高程不在坝顶，且封拱高程不在同一高程上，在重力拱坝的上部有一个较高的重力坝，随着封拱高程的不同，重力坝的高由26~56m，下部重力拱坝在立面上形成一个竖向斜拱，这样，一方面扩大了整体联合受力作用，另一方面又使结构近乎对称。斜拱式结构较封拱高程全为150m的平拱方案，其最大拉应力可减少25%~30%，使坝体拉应力能满足规范要求。

2、拱坝顶拱中心角为80°，比规范规定的90°~110°偏小，拱坝设计较扁平，这主要是为了适应坝身宣泄大流量洪水的要求。隔河岩大坝泄洪流量高达20000m³/s以上，泄洪时每米宽度将有17万kW的能量，若顶中心角大，水流向集中程度加大，能量更趋集中，将会给下游的消能带来困难。

3、隔河岩重力拱坝采用三心圆拱，其拱圈平面在中间采用大半径，两端采用小半径，类似抛物拱。这主要也是为改善泄洪条件。隔河岩采用扁平化拱坝，虽然避免了过大的向心水流作用，但使拱座产生了较大的拉应力，设计上采用近乎椭圆形的三心圆拱，在拱端处用小半径贴角加大断面，既可改善水流的向心问题，又能减小拱座拉应力。这种新坝型给设计者们带来了坝体应力分析及大坝稳定分析更为复杂与更大的难度，为此，长江委在设计过程做了大量的科学研究。

陈坤孝主编的《拱坝技术的研究与应用——盖下坝水电站工程》全书共分12章，主要内容包括：拱坝工程技术研究进展综述，盖下坝水电站工程简介与枢纽布置，拱坝应力分析方法，拱坝坝肩稳定分析，拱坝抗震安全度评价，拱坝体型优化设计，泄洪消能研究，混凝土配合比试验，拱坝温控，拱坝施工，拱坝生态工程措施，以及工程安全监测设计等。

《拱坝技术的研究与应用——盖下坝水电站工程》具有较高的实用价值，可供水利水电工程设计、施工、监测、科研等人员使用，也可作为高等院校相关专业师生的参考用书。

陈坤孝主编的《拱坝技术的研究与应用——盖下坝水电站工程》结合盖下坝水电站工程拱坝设计和施工过程，分别介绍了拱坝技术发展、拱坝应力分析方法、拱坝坝肩稳定、拱坝抗震安全度评价、盖下坝水电站工程枢纽布置、拱坝体形优化设计、窄谷拱坝泄洪消能、混凝土配合比试验、拱坝温控、拱坝施工、拱坝生态措施及工程安全检测设计。