获奖情况：大禹水利科技进步一等奖（2013年度）
任务来源：国家自然科学基金委
中国水电顾问集团成都勘测设计研究院
中国水电顾问集团西北勘测设计研究院
起止时间：2001年6月～2011年11月
完成单位：中国水利水电科学研究院，清华大学
主要完成人：张国新、朱伯芳、金 峰、刘 毅、徐艳杰、宁金华、王仁坤、姚栓喜、周绍武、周 钟、刘有志、王进廷、潘坚文、胡 平、杨 萍
主要研究内容：
1）高拱坝真实荷载的模拟方法。①真实自重荷载的模拟；②真实水压荷载的模拟；③真实温度荷载的模拟。
2）高拱坝整坝全过程仿真分析方法。①高拱坝快速自动建模方法；②渗流场模拟的夹层代孔列法；③横缝真实性态模拟的模型；④方程组求解的高效并行算法；⑤混凝土参数与准则的确定方法。
3）特高拱坝温控防裂新理论。①特高拱坝温控防裂要点；②“小温差、早冷却、缓慢冷却”已成为目前高拱坝温控工作的新方向；③提出了整坝永久保温的理念，有助于改变“无坝不裂”的历史。
主要创新点：
1）首次提出了库水位变化时拱坝温度荷载计算中解析算法和有限元算法，系统研究了自重荷载、水压荷载、温度荷载不同模拟方式对拱坝工作性态的影响，基于研究成果，提出了高拱坝真实工作性态研究时的荷载模拟方法。
2）首次提出了三维渗流场分析中用于模拟排水孔效果的夹层代孔列法，该方法可解决三维渗流场计算中排水孔模拟的难题，运用这一方法，实现了考虑排水孔效果的渗流场与温度场、多荷载应力场的联合模拟。
3）首次提出了特高拱坝温控措施中全坝中期冷却的理念和改进的特高拱坝温控措施中冷却高度的确定方法，提出了“小温差、早冷却、缓慢冷却”的温控思路，已成为目前特高拱坝温控防裂新的理论基础。
4）首次系统地提出了高拱坝真实工作性态研究方法，结合拉西瓦拱坝、锦屏一级拱坝和溪洛渡拱坝等具体工程，研究了特高拱坝温控防裂、夏季封拱灌浆、拱坝施工期与初次蓄水期工作性态等关键技术问题，创新性的提出或推荐了工程温控标准和措施、夏季封拱灌浆标准和措施、初次蓄水方案等建议，并为工程实际施工采用。
工程应用：
（1）采用高拱坝真实工作性态研究方法研究了拉西瓦拱坝施工期温控防裂、夏季封拱灌浆、上下游保温效果、初次蓄水期横缝工作性态等拉西瓦工程的关键技术问题，通过上述研究，提出或推荐了拉西瓦拱坝混凝土温控标准和措施方案、上下游面保温方案、夏季封拱灌浆技术标准和措施方案、初次蓄水期蓄水方案等成果，并应用于拉西瓦工程实际施工中。特别是，采用该研究成果推荐的温控标准和措施方案，拉西瓦大坝混凝土质量合格率100%，优良率超过90%，且未发生贯穿性危害性裂缝，裂缝总体数量少于同类工程水平，积累了高寒地区特高拱坝温控防裂的经验，对提高拉西瓦拱坝的安全性具有重要的意义；采用该研究成果推荐的夏季封拱灌浆技术标准和措施方案，缩短了工期，首批2台机组提前发电3个月，产生经济效益计算如下：140万千瓦（2台机组）×（24×90）小时×0.23元/度＝6.96亿元，经评估，本项目研究成果在发电效益中的贡献为10%，经济效益为6.96×10%＝6960万。目前，拉西瓦水电站全部机组已并网发电，产生了巨大的经济效益和社会效益。
（2）采用高拱坝真实工作性态研究方法研究了锦屏一级拱坝施工期温控防裂、温度边界条件对坝体应力影响、陡坡并缝结构、陡坡建基面稳定、拱坝施工期工作性态等锦屏一级工程的关键技术问题，通过上述研究，提出或推荐了锦屏一级拱坝混凝土温控标准和措施方案、拱坝体型对温度荷载适应性评估意见、陡坡并缝结构与并缝措施方案、陡坡坝段施工期稳定性评估意见，研究成果应用于锦屏一级工程实际施工中。目前，锦屏一级水电站大坝混凝土已浇筑过半，混凝土质量优良，且未发生贯穿性危害性裂缝，裂缝总体数量少于同类工程水平。该项目研究对于全面而深入地认识锦屏一级拱坝的安全性，全面提高锦屏一级拱坝的安全性具有重要的意义。锦屏一级拱坝的建设将产生了巨大的经济效益和社会效益。
（3）采用高拱坝真实工作性态研究方法研究了溪洛渡拱坝施工期温控防裂、温度边界条件对坝体应力影响、陡坡并缝结构、拱坝施工期工作性态等溪洛渡工程的关键技术问题，通过上述研究，提出或推荐了溪洛渡拱坝混凝土温控标准和措施方案、拱坝体型对温度荷载适应性评估意见、陡坡并缝结构方案、施工期温控措施调整方案等，研究成果应用于溪洛渡工程实际施工中。目前，溪洛渡水电站大坝混凝土已浇筑过半，混凝土质量优良，且未发生贯穿性危害性裂缝，裂缝总体数量少于同类工程水平。该项目研究对于全面而深入地认识溪洛渡拱坝的安全性，全面提高溪洛渡拱坝的安全性具有重要的意义。溪洛渡拱坝的建设将产生了巨大的经济效益和社会效益。
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