塑性混凝土心墙坝应力变形特性研究

为研究塑性混凝土心墙坝的应力变形特性,通过选取合适的本构模型、接触单元、施工过程和蓄水过程模拟方法等,结合工程实际,运用三维非线性有限元法对大坝应力变形进行计算分析。研究结果表明:在竣工期和蓄水期,坝体的水平位移及垂直位移的分布特征与一般均质土坝一致;大坝的大主应力均为压应力,从坝面向坝内应力逐渐增大,且最大值发生在坝体底部心墙附近;小主应力除局部存在较小的拉应力外,其余均为压应力。     

丹江口水利枢纽右岸土石坝抗震安全复核研究

针对丹江口水利枢纽右岸土石坝的抗震安全问题，依据GB 18306-2015《中国地震动参数区划图》对右岸土石坝抗震安全进行复核。通过构建精细化的三维有限元模型，参考同类工程坝料动力试验成果拟定计算参数，分析研究了大坝在正常蓄水期遭遇地震工况下大坝的加速度分布、动位移、地震永久变形等性状和坝坡稳定性，重点分析防渗体心墙安全性以及土石坝与混凝土坝接头部位的变形协调性。结果表明：右岸土石坝抗震安全性能良好，满足相关规范要求。     

瀑布沟高土石坝三维非线性有限元分析

对瀑布沟水电站心墙土石坝进行了三维非线性有限元计算分析,以深入了解高土石坝坝体和基础防渗墙在施工期和蓄水期的应力、变形分布规律。散粒材料均采用邓肯E-ν模型,混凝土采用线弹性模型,接触面采用Goodman单元,并在计算中考虑了上游坝壳、过渡料和反滤料等因水库蓄水而产生的湿化变形。计算结果表明:大坝的应力和变形分布规律基本合理,大坝最大沉降均发生在水库满蓄期,心墙内没有出现拉应力,在心墙、防渗墙、墙顶廊道的接头部位设置的高塑性黏土区改善了大坝的应力状况,使得剪切破坏区大大减小,达到了控制该部位应力与变形的目的。     

混凝土面板堆石坝应力变形有限元分析

近年来,随着新理论和新方法的成功应用,坝工设计水准和现代化施工水平不断进步,混凝土面板堆石坝已成为应用最广泛的当前主流坝型之一。面板堆石坝中新技术的应用不仅简化了施工工序,同时保证了大坝的安全防汛度汛。文章结合工程实例,运用三维有限元计算软件计算了坝体及面板在施工期和蓄水期的应力变形分布规律,分析总结出面板坝在设计施工和运行管理时的特点,得出的结论对实际工程的设计施工带来一定的参考意义。     

大体积混凝土结构表面保温措施工程实例分析

为了避免某水电站坝体在施工和蓄水运行过程中因温度应力超过混凝土抗拉强度而产生裂缝,结合该大坝的实际工程情况,将大型商业有限元软件ANSYS与三维有限元温控主体程序RCTS相结合,对该水电站坝体在坝轴线方向横缝之间的整个坝段施工期和运行期的温度场、温度应力进行了仿真计算。计算结果表明：坝体基础常态混凝土垫层部位在外温变化及基岩约束双重作用下,出现了较大的拉应力。混凝土表面铺设保温板后,减小了外界温度对混凝土的影响,垫层部位的最大应力有所降低。可见,混凝土表面铺设保温板是降低温度应力的有效措施。     

小山口水电站混合坝插入式接头有限元分析

小山口水电站为面板坝和重力坝组合而成的混合坝,鉴于混合坝连接处易产生集中渗流和不均匀沉降问题,为了验证接头安全性,文章通过建立面板堆石坝、重力坝接头部分的整体模型,采用三维有限元进行静、动力计算,并对坝料参数进行敏感性分析。结果表明,满蓄期、地震期接头部位坝体和坝基应力、位移均满足规范要求,变形规律合理,证明接头方案可靠。在此基础上,给出了混合坝接头部位填筑和抗震措施的优化建议,为工程的设计提供重要依据。     

沥青混凝土心墙坝的应力及变形特性

基于三维有限元数值模拟技术,对某沥青混凝土心墙坝进行了应力及变形分析.计算中采用Duncan-Chang E-B模型作为坝体及心墙材料的本构模型,考虑蓄水后心墙上游堆石料的湿化效应,对大坝填筑和水库蓄水过程进行模拟,得到了竣工期及蓄水期两种工况下沥青混凝土心墙和坝体的位移、应力分布规律.计算结果表明,坝体及心墙的应力变形值均处在合理范围之内,坝体填料和心墙材料满足强度要求,为结构设计、施工提供了参考依据.     

云龙水库粘土心墙坝三维有限元分析

采用三维有限元法对云龙水库粘土心墙坝进行模拟,计算蓄水期坝体的应力变形和心墙的变形情况。计算结果表明,大坝应力变形满足安全要求。     

基于流变特性的面板砂砾石坝的有限元分析

面板坝具有完整型好,适应性强,抗震能力突出等特点,目前在国内外大坝建设中占有很大比例。随着越来越多的工程中应用砂砾石和软岩等材料,适宜的应力变形问题对大坝的安全施工、运行具有及其重要的意义。文章研究面板砂砾石坝在渗透变形的条件下,对大坝进行三维有限元分析,得出坝体在竣工期和蓄水期的不同工况下的位移和应力变化。通过计算结果为高面板砂砾石坝的流变效应和抗震设计提供必要的理论依据和工程参考数值,所获取的计算成果对类似工程的设计具有一定的参考应用价值。     

纳子峡面板沙砾石坝应力变形三维有限元分析

采用三维非线性有限元法建立纳子峡水电站面板砂砾石坝的三维有限元分析模型,对大坝填筑施工过程和水库蓄水过程进行仿真研究,计算分析施工期和蓄水期大坝、面板及周边缝的变形特性.计算结果表明:施工期和蓄水期坝体的最大沉降分别为0.74 m和0.76 m,占最大坝高的0.61%和0.63%;第一主应力最大值分别为2 321 kPa和2 478 kPa,第三主应力最大值分别为588 kPa和626 kPa,应力水平在0.3-0.85之间;周边缝和面板缝法向拉伸变形最大值分别为29 nun和34 mm,垂直剪切变形最大值分别为25 mm和0,顺缝剪切变形分别为27 nun和29mm.从静力分析结果看,纳子峡面板坝的设计方案是合理的.     

观音岩混合坝插入式接头应力变形分析

采用有限元方法,利用邓肯E-B模型及接触面模型,模拟堆石坝的实际填筑和蓄水过程,对观音岩水电站混合坝方案插入式接头结构型式进行三维非线性分析。计算结果表明,在蓄水前后,接头处各接触面上下游堆石部分都有脱开现象,心墙与混凝土在顶部有小范围脱开现象。插入式软接头方案基本可行,可在此基础上进行进一步计算分析,提出相应的优化和改善措施以提高运行可靠度。     

观音岩水电站混凝土重力坝与右岸土石坝接头型式研究

观音岩水电站大坝采用混凝土重力坝和右岸土石坝组合的布置方案。鉴于两种坝型相互连接的接头（常称“软接头”）高度达71m，地形地质条件相对复杂，国内类似工程不多，技术难题相应突出。本文就“软接头”的型式进行了探索、深化研究，并推荐了适合本工程的接头型式。     

新屯水库混凝土面板堆石坝方案

新屯水库大坝是一座采用C25W10F100混凝土的面板堆石坝,最大坝高78.5 m,坝基地质条件较复杂,需对坝体结构、布置和基础处理进行深入研究。结合工程地形地质条件,首部枢纽设计由混凝土面板堆石坝、左岸正槽式溢洪道、左岸取水兼泄洪放空系统(导流洞改造)三大部分组成。经多次优化调整后,枢纽布置、大坝经济断面体形、坝基处理等均满足《混凝土面板堆石坝设计规范》(SL 228-2013)对高坝的有关规定,已获得审查批准。     

某水电站混合坝接头坝顶开裂成因分析

针对混合坝接头处存在软硬材料的接触界面并易产生坝顶裂缝的问题,以某水电站混合坝工程为例,针对其在初次蓄水后心墙堆石坝接头部位坝顶出现多处裂缝的现象,通过考虑坝料的湿化与流变特性,采用有限元耦合变形倾度法对右岸心墙堆石坝及接头坝段开展了三维数值仿真分析。结果表明:(1)蓄水引起的上游堆石湿化变形是导致接头坝顶开裂的主要原因;(2)接头部位的坝料受下部混凝土接头斜坡的支撑约束,沉降位移明显小于上游堆石,导致变形不协调,引起土体开裂;(3)坝顶沉降梯度较大是坝顶出现裂缝的主要原因,其中沿坝体顺河向的坝顶沉降梯度引起的裂缝与坝轴线平行,沿坝顶顺河沉降梯度引起的裂缝与坝轴线垂直。对比实际坝顶开裂部位,初步判断当坝顶不均匀沉降梯度0.6%时,产生开裂的概率较高。研究所得成果可为混合坝的设计施工提供参考。     

观音岩碾压混凝土重力坝施工期预留缺口 过流温控措施研究

采用三维有限元方法,精细模拟了观音岩碾压混凝土重力坝多坝段的施工过程和导流过程,模拟了施工过程中的温度场和应力场,并分多个工况研究了不同温控措施条件下底板和坝体混凝土的温度应力情况。结果表明,表面流水、控制混凝土内部最高温度等措施是积极有效的。     

苏阿皮蒂水利枢纽布置及优化

苏阿皮蒂水利枢纽建筑物主要包括两岸挡水坝段。发电引水坝段、导流底孔坝段、泄洪底孔坝段、溢流坝段,发电厂房位于左岸发电引水坝段坝后。枢纽布置紧凑合理、结构新颖、技术先进、施工方便,有利于缩短建设工期,节省工程投资。其中,右岸82.5 m高碾压混凝土重力坝坐落于极薄泥质粉砂岩/砂岩水平互层地基、173.55 m宽无闸门控制的溢流坝“台阶+底流”消能布置形式等先进的技术方案,为国内外同类工程之首。     

Hardfill坝的发展现状综述

根据Hardfill坝的特点,分别对Hardfill筑坝的4个方面,包括Hardfill筑坝材料的特性,Hardfill坝的断面和结构形式设计,Hardfill材料坝的现场施工,以及Hardfill坝与RCC的成本对比进行了阐述。分析结果表明,Hardfill材料是区别于混凝土和堆石料的一种新材料,用Hardfill材料筑坝是安全、快速经济的。     

铜街子水电站24#坝段水平位移 规律“异常”分析

铜街子水电站24#坝段水平位移监测规律与常规重力坝响应过程反相。通过结构特征分析、数值模拟和监测数据信息挖掘,对该“异常”过程进行解析,发现主要原因是由于该重力坝系右岸心墙堆石坝的挡墙坝段,剖面形状类同于堆石坝,且测点恰好位于坝顶下游侧,因此其测值基本反应的是大坝下游侧的温度变位效应,是正常过程。     

基于变异粒子群算法的大坝土料流变参数反演——以观音岩混合坝为例

观音岩水电站混合坝在竣工后发生了较大的流变变形,导致土石坝坝段在蓄水一个月后出现了裂缝。为分析坝体裂缝产生的原因,采用并行变异粒子群算法,根据观音岩混合坝竣工后的坝体沉降观测数据反演了筑坝堆石料和心墙料的流变参数。进一步根据反演参数进行了坝体的三维有限元计算,分析和预测了大坝在蓄水期和运行期的变形特性。结果表明,较大的蓄水期不均匀沉降及较大的坝体流变变形是坝体产生裂缝的主要原因。     

芹山水电站混凝土面板堆石坝设计

芹山水电站混凝土面板堆石坝最大坝高122m,坝址处河谷狭窄,地质条件良好。大坝总填筑方量约248万m3,旁侧式溢洪道,开挖石方近60万m3,大部分可用于上坝;坝体填筑分区:垫层区、过渡区、主堆石区及次堆石区;面板混凝土设计采用28d龄期,其强度等级为C25,抗渗等级S12,抗冻等级D100,单层钢筋布置在面板的中间;趾板:河床段趾板,基岩面为水平,岸坡段趾板为C型布置;三道止水,将中部止水带提到表面,采用波浪形橡胶止水带;面板共设28条垂直缝,底部设一道铜片止水,缝顶填充塑料,缝面涂刷乳化沥青。