考虑库底淤积层作用的碾压混凝土重力坝地震响应分析

以碾压混凝土重力坝为对象,开展了水平地震动作用下库底淤沙层对大坝动力响应影响的研究。将坝体碾压混凝土和基岩材料模拟为Drucker-Prager弹塑性材料,考虑碾压混凝土大坝层面和坝体-基岩交界面处的不连续非线性行为,采用相关流动法则和Lagrangian流体单元,考虑弹性地基,库水以及水库底部沉积物等不同材料介质间的相互作用,对有无沉积物和不同沉积物高度情形的碾压混凝土大坝进行了动力反应分析。分析结果表明,地震作用下库底淤沙层对碾压混凝土重力坝动力特性有着一定的影响,地震动作用下碾压混凝土大坝的弹塑性分析应适当考虑淤积层的影响。更多还原     

龙滩碾压混凝土重力坝渗流场与应力场耦合数值模拟

龙滩碾压混凝土重力坝最大坝高216．5m，位于中国广西壮族自治区红水河上。本从碾压混凝土坝的渗透特性出发，分析了碾压混凝土坝层(缝)面渗流与坝体应力相互影响的耦合机理：层(缝)面渗流向层(缝)壁面施加法向渗透压力和切向拖曳力来影响坝体应力，坝体应力改变层(缝)面的等效隙宽来影响渗流；进而提出了碾压混凝土坝渗流场与应力场耦合分析的数学模型，讨论了该耦合模型的有限元数值解法，并进行了龙滩碾压混凝土坝渗流场与应力场耦合数值模拟。从数值模拟结果可以看出，耦合作用使各应力分量增大，而且使坝踵附近的应力集中现象加剧。     

两种动水压力模型重力坝地震动力损伤比较分析

采用基于位移格式的流体单元与弹塑性损伤本构的固体单元分析了坝体—水库耦合系统在强震下库水对重力坝的动力响应、坝体内部应力分布以及损伤的影响。对流固耦合模型与附加质量模型的坝体损伤分析结果进行比较发现,附加质量模型不仅对上游坝面的动水压力有放大作用,而且对坝体的其他动力响应,如位移、加速度,也有不同程度的放大作用。同时,附加质量模型对地震中坝体内部应力及损伤也有一定的放大作用。可见,流固耦合模型分析大坝—水库系统相互作用更接近现实情况。     

马堵山重力坝地震响应三维有限元分析

根据马堵山碾压重力坝的实际情况,建立坝基与坝体联合作用的三维有限元模型,采用时程分析法计算分析了该碾压混凝土重力坝的动力响应,研究了该坝的地震加速度反应、位移反应和应力反应及其分布规律,计算表明,在Ⅶ度地震设防烈度下,坝体的最大加速度反应在河床坝段顶部,约为5.5m/s2,放大5.56倍,坝体的最大位移反应也在河床坝段顶部,约为21.056mm,坝体的最大应力反应为5 230.85 kPa,出现在河床溢流坝段坝踵处.该坝满足抗震设防的规范要求.     

薄层单元厚度对堆石混凝土重力坝施工纵缝仿真的影响研究

堆石混凝土重力坝中,常态混凝土防渗层的施工会使坝体产生一条施工纵缝,其对堆石混凝土重力坝的影响尚不明确,为此,提出采用薄层单元模型对堆石混凝土重力坝的防渗层施工纵缝进行二维仿真。为提高仿真精度,薄层单元厚度的选择是关键。以某堆石混凝土重力坝为例,探讨薄层单元厚度对施工纵缝仿真的具体影响。研究表明：薄层单元厚度对堆石混凝土重力坝施工纵缝的缝面应力以及坝基面的应力影响显著;坝踵和纵缝底端应力整体上与薄层单元厚度线性相关;薄层单元厚度控制在5～15 cm比较适中。     

胶凝砂砾石坝抗震特性及其地震作用计算方法

胶凝砂砾石坝具有独特的结构型式,且由低强度材料填筑而成,因此其动力特性和抗震性能具有独自的特征。采用时程动力法,计算分析了胶凝砂砾石坝的动力特性及地震响应规律,探讨了坝体材料、基岩刚度以及坝高变化对该类大坝地震动力响应的影响规律。研究结果表明,与同等高度混凝土重力坝相比这种坝的地震动力响应明显较小,即使在强震作用下,坝体地震动应力仍处于较低水平;胶凝砂砾石坝具有明显不同于重力坝的动力特性和地震响应规律,按现有重力坝拟静力法不能正确计算胶凝砂砾石坝的地震作用效应。在大量分析成果的基础上,研究提出适用于该坝的地震动态分布系数和动水压力分布系数计算方法,可方便用于坝体地震惯性力和坝面动水压力的计算,为采用拟静力法进行该坝抗震设计工作提供了参考依据。     

龙滩碾压混凝土坝渗流场对应力场的影响

结合龙滩水电站工程，分析碾压混凝土重力坝坝体及碾压层（缝）面渗流的特点，提出碾压混凝土坝渗流的渗透静水压力和渗透动水压力及其对坝体应力的影响机理，采用有限元数值方法计算出渗流场影响下的龙滩坝应力场分布。可以看出，由于渗透静水压力和渗透动水压力的作用，使坝体各应力分量最大值增大，也使坝踵处应力集中现象加剧。     

碾压混凝土坝渗流场与应力场耦合分析的数学模型

从碾压混凝土坝的渗透特性出发，分析了碾压混凝土坝层(缝)面渗流与坝体应力相互影响的耦合机理，层(缝)面渗流向层(缝)壁面施加法向渗透压力和切向拖曳力来影响坝体应力，坝体应力改变层(缝)面的等效隙宽来影响渗流，进而提出了碾压混凝土坝渗流场与应力场耦合分析的数学模型，讨论了该耦合模型的有限元数值解法，并给出了工程应用实例。由计算实例可以看出，耦合作用使坝体渗流场发生变化，并且使坝体应力增大，使坝踵处的应力集中加剧。     

碾压混凝土坝渗流场与应力场耦合分析的数学模型

从碾压混凝土坝的渗透特性出发，分析了碾压混凝土坝层（缝）面渗流与坝体应力相互影响的耦合机理，层（缝）面渗流向层（缝）壁面施加法向渗透压力和切向拖曳力来影响坝体应力，坝体应力改变层（缝）面的等效隙宽来影响渗流，进而提出了碾压混凝土坝渗流场与应力场耦合分析的数学模型。讨论了该耦合模型的有限元数值解法，并给出了工程应用实例，由计算实例可看出，耦合作用使坝体渗流场发生变化。并且使坝体应力增大，使坝踵处的应力集中加剧。     

基于细观尺度模型的碾压混凝土 重力坝力学分析研究

碾压混凝土具有不同于常态混凝土的材料力学特性,传统的宏观力学模型难以揭示其内部力学行为。文章利用细观力学、统计学和有限元理论等相关理论和方法,以辽宁猴山水库碾压混凝土重力坝为例,建立基于细观尺度的碾压混凝土大坝受力分析方法,并对大坝的层间结合面进行等效分析,认为层间结合面为大坝坝体的薄弱环节,而碾压混凝土层厚度的增大有利于水平切应力的增加,对保证大坝安全更为有利。     

高碾压混凝土拱坝损伤振动响应特性

高碾压混凝土坝泄洪时,坝体的振动特征是反映其是否安全运行的重要指标。为探明高碾压混凝土坝的损伤振动响应特性,基于理论分析和数值模拟方法,以坝体典型裂缝和碾压成层结构为损伤性结构指标,对无损伤坝体、裂缝损伤坝体、成层损伤坝体和双损伤坝体的流激振动响应规律进行了对比分析。结果表明:碾压成层强度越低、碾压厚度越大、碾压层数越多,拱坝的流激振动响应越大。针对碾压成层和裂缝损伤建立4种不同的损伤模型,进行动力响应计算,得出:碾压成层结构以及裂缝结构,都会使得拱冠梁以及坝肩部位和损伤部位的动力响应增大;并且当同时存在2种损伤时,2种损伤还将相互影响,使得坝身的动位移进一步增大,对坝身安全最为不利。     

碾压混凝土拱坝三维弹塑性有限元分析

在建立碾压混凝土拱坝等效连续概化模型的基础上 ,采用压扁单元和等效连续概化模型相结合来模拟碾压混凝土坝体的方法 ,运用四参数、Mohr- Coulumb和 Drucker- Parger准则分别模拟坝体、层面和基岩 ,以及用分散式裂缝模型模拟坝体开裂状态。对沙牌碾压混凝土拱坝进行的三维弹塑性有限元分析表明 ,坝肩出现了非层面向的裂缝并危及帷幕灌浆体 ,不利于拱坝正常运行。     

碾压混凝土分层碾筑无层缝施工新技术研究

通过参加广西岩滩水电站碾压混凝土筑坝的施工实践，结合等建龙滩水电站高坝碾压混凝土设施施工的技术要求，分析研究碾压混凝土筑坝产生层缝的原因，成功探索出了一种混土工作度介于干硬性混凝土拦合物和低塑性混凝土拌合物之间，即VC值小于5s至坍落度小于5mm之间，取名“亚态碾压混凝土拌合物”为筑坝分铺碾物料，以相应最合适的湿地推土机为铺碾设备，并由此在相邻混凝土压实层间形成三角锯齿状相互嵌固，整体胶结的无层缝施工新技术，经作碾压试验，各项技术指良好，试验块四组层面原位抗剪（断）强度平均结果：f‘=1.18,3‘=2.38MPa ,混凝土无层继剪面破坏沿层面结合齿的中间剪断，该项技术已获国家发明专利，专利号ZL98109133．4，名称“碾压混凝土分层碾筑无缝施工技术”，有促进碾压混凝土筑坝技术进步与良好效益。     

碾压混凝土高拱坝设计新方法

控制拱坝的裂缝是拱坝设计中必须认真解决的问题，而消除施工期水化热温升的不利影响，是碾压混凝土高拱坝设计中的关键。为此，结合沙牌碾压混凝土拱坝的设计研究及应用经验，提出了预制混凝土重力式模板成缝技术和碾压混凝土预埋高聚乙烯冷却水管降温技术为基础的碾压混凝土高拱坝设计新方法。这种方法适合碾压混凝土高拱坝特点，较好地解决了碾压混凝土高拱坝设计的关键问题，其设计思想明确，能使碾压混凝土高拱坝设计规范化、标准化。     

再论新概念碾压混凝土坝的设计

结合我国近年来在碾压混凝土坝和常态混凝土坝的进展，再论新概念碾压混凝土坝。这种混凝土介于碾压混凝土和常态混凝土之间，由稠度（VC值）不同的零坍落度混凝土构成。主要利用振动碾压实，在边缘、孔洞、接近基岩和有钢筋部位可使用VC值较低的零坍落度混凝土以高频振捣器密实。这样全坝或全断面都采用零坍落度混凝土，可免除日常在碾压混凝土坝中另设置常态混凝土或改性混凝土的分区。对这种新概念碾压混凝土坝的特点和设计中应注意的事项作简要的阐述。     

高碾压混凝土坝在严寒干旱地区的温控探讨

在总结国内外关于碾压混凝土坝及其温度控制研究进展情况的基础上，分析了严寒干旱地区碾压混凝土坝的温控与防裂特点,提出严寒干旱地区高碾压混凝土坝的温控措施及在这方面需要进一步开展的研究工作。     

彭水水电站碾压混凝土原位抗剪试验研究

碾压混凝土层面结合的优劣将直接影响碾压混凝土坝体的安全运行,而层间间隔时间及不同层面处理方式则是控制层面结合的关键所在。通过研究碾压混凝土不同的层间间隔时间、不同层面处理方式,对碾压混凝土层面结合处抗剪断特性的影响进行了研究。结果显示：①尽可能缩短碾压混凝土层间间隔时间是保证RCC层面结构质量的关键。②为使上下层混凝土成为一体,此时层面不处理,直接铺筑碾压。③提出了RCC初凝后终凝前和终凝后的层面处理方式。为彭水电电站碾压混凝土重力坝施工提供了重要的参考依据。     

碾压混凝土拱坝的发展与展望

近年来碾压混凝土拱坝在水利工程中得到了广泛应用,相应的规模也越来越大.首先简述了国内外碾压混凝土拱坝的发展概况;并以实际工程为背景,根据碾压混凝土材料、坝体分缝、坝体抗裂防渗以及施工技术等几个方面的工程实践经验,对碾压混凝土拱坝筑坝技术的最新进展进行了归纳和总结;最后从碾压混凝土材料、施工技术、拱坝的发展方向和仿真计算分析等方面探讨了碾压混凝土拱坝今后的发展趋势.通过对碾压混凝土拱坝设计、施工技术成熟经验的总结,将对碾压混凝土拱坝的建设具有指导和推动作用.     

高薄碾压混凝土拱坝设计创新与实践

碾压混凝土拱坝具有施工快、材料省、开挖小等优点,是适合高山峡谷地区的优秀坝型。但由于采用薄层碾压施工,层间强度低于本体、层面渗流问题突出,具有显著的各向异性的特性;且高碾压混凝土拱坝在一个枯水期难以浇筑完成,汛期需要临时成拱挡水度汛;碾压层面渗流问题较突出,坝体排水要求高。上述这些设计、施工难点成为制约该坝型进一步发展、推广的关键因素,需要有所突破。针对高薄碾压混凝土拱坝上述技术特点,依托三里坪、云龙河两座高薄碾压混凝土拱坝,研究提出了“强拱弱梁”的设计理论和方法、“下诱上横”组合式分缝、坝体立体网格排水系统等一系列创新技术。上述新技术已成功应用于工程实践,推动了碾压混凝土坝的技术进步,可供同行参考借鉴。     

碾压混凝土重力坝度汛缺口温控分析

鉴于混凝土坝通常采用预留缺口方式进行施工期度汛,缺口部位在水流冷击作用下会产生较大的温度应力,而碾压混凝土坝,由于材料以及施工工艺的独特性,缺口部位应力状况更加不利,有很大开裂风险,为此以澜沧江某碾压混凝土重力坝为例,进行度汛缺口部位仿真分析,结果表明:度汛缺口附近温度应力较大,汛期过水十分不利;增加有效温控措施后,缺口应力状况获得明显改善,可保证度汛期间缺口部位的防裂安全。