双曲拱坝坝面曲线及坝体厚度计算方程式

在实际工程中,双曲拱坝的拱冠梁上下游面,多采用二次抛物线或园弧曲线。文献只给出了一种典型的坝面曲线坐标和坝体厚度尺寸,文献建议拱冠梁的坝面为园弧曲线,但都没有给出相应的方程式,在需要修改坝面曲线形状,计算坝体厚度时感到很不方便,研究坝面曲线与应力的规律性也不好表达。本文将导出:①等厚园拱双曲拱坝坝面曲线的通用方程式和计算坝体厚度的公式;②坝面为园弧曲线的半径尺寸和计算坝体厚度的公式。     

周公宅拱坝体型优化设计

采用复合形法对周公宅双曲拱坝进行了体型优化设计,优化过程中结构重分析采用有限单元法.综合考虑坝体应力状态与混凝土方量对拱坝进行体型优化设计;还对优化体型进行了五种工况下的拱梁分载法应力校核,并与初始体型结果进行比较分析.结果表明优化后拱坝较初始体型有了显著的改善.     

混凝土心墙对砌石拱坝应力和变形的影响分析

砌石拱坝因其自身优势在我国中小型拱坝中得到广泛的应用,其材料特性使得坝体防渗至关重要,在已建的砌石拱坝中防渗大多采用混凝土心墙,因此,对砌石拱坝中的心墙这一防渗结构型式进行了具体介绍,并建立了混凝土心墙砌石拱坝和均质砌石拱坝的有限元模型并进行计算分析,分别探讨在静、动力条件下心墙拱坝整体和心墙本身的应力变形规律、心墙对整个坝体应力变形规律的影响以及不同心墙材料对坝体影响程度的大小等.由结果可得心墙与坝体上游面应力分布规律基本相同,与上游面极值区对应的心墙处出现明显的应力集中现象,心墙对上下游面的坝体均有一定保护作用,尤其是上游坝踵区,均质砌石拱坝的应力增幅可达100%.     

考虑地形条件的拱坝优化设计

本文叙述拱坝整体优化设计的一种方法。研究对象是水平截面为等厚园拱、拱冠上游面呈任意凸曲线的双曲拱坝。本文所述方法能考虑坝段地形地质情况及有关规划参数,以坝体混凝土方量为目标函数,坝体各层的园心距、半径和厚度等离散参数为设计变量,在满足应力、稳定及施工要求等约束条件下,目标函数趋最小的设计方案。应力分析方法是拱冠梁法,优化方法是复形法与满应力准则法相结合。文末给了工程实例的优化成果,比原始方案可节省15～20％坝体方量。用BCY语言所编程序在TQ—16机上运算一次(包括打印时间)约需30—60分钟。     

高拱坝-坝基系统的三维静力非线性数值分析

高拱坝收缩横缝和坝肩节理岩体的结构非线性特性对坝体应力、变形影响显著，是高拱坝分析中的一个重点和难点问题．针对高拱坝的这一特点，本文采用动接触单元模型，开发研制了修正的中心差分时步积分法，运用静力问题动力计算法，对在建的小湾拱坝系统进行了三维静力非线性数值仿真试验，研究了坝体、坝肩结构非线性特性对坝体的影响。通过本文的数值分析可以得出，高拱坝坝体—坝基系统的结构非线性特性对拱坝梁向应力影响显著，增加了坝体的倒悬效果；同时，数值分析进一步说明，在高水位运行期，小湾拱坝—坝基系统整体稳定。     

拱梁分荷法拟定拱坝尺寸

本文考虑了地形、地质、建坝材料和坝体体型等因素及拱梁分荷条件,根据制定的图表和简略的计算,可以拟定出较为合理的拱坝尺寸。本文提出的方法,(?)用于等厚度单园弧单曲和双曲刘称拱坝。对于不等厚度,不对称拱坝可以近似应用。     

考虑施工过程影响的拱坝体形优化分析方法及应用

基于序列二次规划(SQP)优化算法,以坝体有限元等效应力为应力约束条件,以坝体方量为目标函数,并考虑拱坝柱状浇筑、封拱灌浆等施工过程,进行拱坝体形优化计算.计算过程采用有限元全过程参数化分析方法,自动实现了拱坝的三维建模、荷载施加、施工过程模拟、有限元等效应力计算以及拱坝体形优化迭代等分析过程.以淋溪河拱坝为例进行了拱坝体形优化计算,计算结果表明,考虑施工过程的优化结果与不考虑施工过程的优化结果相比更加安全,也更具有实际意义,优化后的坝体厚度更薄,坝体方量减少近20%,拉、压应力已达到约束边界,优化后体形基本上达到了可能的最优体形.     

大岗山拱坝施工期空库状态下应力仿真分析及评价

根据大岗山拱坝的实际浇筑过程,采用三维非线性有限元仿真计算大岗山拱坝在自重、温度荷载及蓄水压力的不同组合工况下的坝体应力情况,得到坝体应力分布规律,在此基础上着重对比分析了坝踵、坝趾在不同荷载作用下的应力.计算结果表明,由于大岗山拱坝在完建时处于空库状态,受坝体体型影响,坝体重心位置略偏向上游侧,使得坝底上游侧受压而下游侧受拉,但其应力大小距蓄水后的应力水平及最大拉应力控制标准均有一定的富余度,不会对坝体及坝踵、坝趾产生不利影响.     

键槽仿真材料结构模型试验研究

本文通过两个大比例尺仿真材料结构模型试验和非线性有限元分析,研究了东江水电站双曲拱坝坝后式引水管道与坝体连接键槽在各组荷载工况下的结构受力特征。依据键槽、缝面钢筋和锚筋在垂直荷载和水平荷载作用下的实测应力数据,分析了混凝土与钢筋之间的联合工作情况和应力分配规律,描述了超载状态下结构的破坏机理,为键槽结构设计提供了参考数据。     

小湾拱坝应力监测资料分析

小湾水电站以发电为主,兼顾防洪、灌溉和库区水运等.坝址处河谷基本对称,河谷深切呈"V"字型.为深入研究小湾拱坝坝体的动、静工作性态,对小湾拱坝坝体进行应力监测;根据应力监测资料进行徐变应力计算,得到实际应力,然后利用作图、特征值统计等定性时空分析方法推断出大坝应力无明显异常;通过分析统计结果以及压应力变量分离模型得到了应力的统计模型.     

拱坝CADC可视化系统的研究

介绍了拱坝可视化CADC(Computer Aided Design and Construction)系统的开发与应用.系统基于Auto-CAD 2000的平台,采用面向对象的语言VB(Visual Basic)与VBA(Visual Basic for Application)进行二次开发,并利用VB的DAO(Data Access Object)技术,以数据库为核心管理设计数据.系统基于拱冠梁法来计算拱坝应力,进行了拱坝的体形设计、施工放样和施工模拟,实现了设计过程的可视化.系统的开发增强了拱坝工程设计的直观性,具有一定的工程实用价值.     

块泽河电站拱坝有限元等效应力强度校核

有限元等效应力法是拱坝设计新规范规定的两种强度校核方法之一,也是新规范规定的拱坝强度设计标准．文中借助于有限元软件ANSYS7．1,对块泽河电站拱坝进行有限元计算及其等效应力计算,并按规范规定的相应强度标准进行校核．介绍有限元等效应力法在拱坝设计中的运用实例．     

图形化技术在连拱坝结构静动力反应分析中的应用

本文介绍了微机上图形化技术在连拱坝结构静动力反应分析中的应用。文中研究了拱坝结构各类场变量（如位移、应力、温度、模态等）在静动力反应分析中的图形化显示技术，开发了拱坝结构静动力反应图形显示系统，并结合工程实例给出了连拱坝结构的若干图形，使工程技术人员可以直接观察到坝体静动力行为的全过程，从而使坝体的分析与计算更加直观、高效。     

小湾拱坝放空底孔预应力闸墩三维有限元分析

采用三维有限元方法,应用ANSYS程序对小湾拱坝放空底孔预应力闸墩进行了空间应力与变形计算,并详细探讨了预应力的模拟方法,对3种不同方法的优缺点进行了对比评价.根据计算结果,对比分析了多个设计工况下闸墩结构的变形、应力分布规律,评价了预应力锚索的预压效果.在此基础上,取闸墩结构特征点的第一主应力作为优化变量,对预应力锚索设计吨位和布置方案进行了敏感性分析,得出了预应力锚索布置的优化方案.全部研究成果为小湾拱坝施工设计详图所采用.     

高碾压混凝土拱坝结构特性试验研究

本文结合沙牌碾压混凝土拱坝坝体设置三条诱导缝，坝体设置周边应力释放缝，坝体不设缝的三种情况，进行了整体结构模型试验。分析了坝体的应力、变形及破坏特性，为工程的设计和施工提供了参考依据．     

碾压混凝土重力坝地震动力分析

结合龙滩碾压混凝土重力坝,采用有限元动力分析方法,分析了碾压混凝土重力坝的动力特性和地震动力响应,研究了碾压混凝土重力坝地震动位移和地震动应力的分布规律．     

桑郎拱坝整体稳定安全度数值分析

采用三维弹塑性有限元方法,利用超载法、强度储备系数法和综合法分析了桑郎拱坝的失稳破坏过程,得到其整体破坏特征和整体安全系数.计算结果表明,模拟破坏的方法不同,其渐进破坏过程和失稳模式不同,但各种方法都同时反映出两侧拱端是坝体最薄弱的部位,而根据收敛性和突变性综合判断得到大坝的整体安全度,该稳定安全度满足要求.     

拓扑优化方法在拱坝设计中的应用研究

利用拓扑优化方法中的均匀化方法,根据拱坝特点,以体积最小为目标,对拱坝的体形优化进行了研究;基于ANSYS有限元分析软件,对拱坝二维水平拱圈的拓扑优化进行了详细分析,得到了较为满意的结果,这表明拓扑优化方法应用于拱坝体形优化设计是可行的.     

拱坝二维水平拱圈的拓扑优化研究

利用均匀化拓扑优化方法,根据拱坝特点,以体积最小为目标,对拱坝的体形优化进行了探讨分析;基于ANSYS有限元分析软件,以工程中某拱坝二维水平拱圈为例,进行了详细的拓扑优化分析,得到了较为满意的结果,这表明均匀化拓扑优化方法应用于拱坝水平拱圈的设计是可行的.