黑泉水库面板坝大型振动台模型试验

进行面板坝大型振动台模型试验,可以得到模型坝的自振频率、阻尼比和振型等动力特性以及加速度放大倍数的分布、面板的应变和应力、坝体残余变形等动力反应性状。一方面可以作为验证和改进面板坝地震动力反应计算模式、分析方法及计算程序的基本资料,另一方面可以通过研究面板坝振动台模型相似律,探讨将模型试验结果推广到原坝型上的原理和方法,进而研究面板坝的动力特性、地震动力反应性状及破坏机理,讨论面板坝的抗震性能。在此介绍黑泉水库面板坝大型振动台模型试验中所采用的试验方法和进行的技术探索情况。     

强震区面板坝大型振动台模型试验及动力分析

强震区面板坝大型振动台模型试验及动力分析专题进行了大量面板坝振动模型试验,研究了模型设计中多项因素对试验结果的影响,得到了模糊坝的各项地震反应性状,研制了面板坝三维有效应力非线形动力分析方法和计算程序;采用割线模量的概念统一静,动力反应和地震残余变形分析,开发了等效线性动,静力耦合计算方法和程序;采有等效线性方法对不同模型坝和不同试验方案进行了地震动力反应分析;根据试验结果探讨了小变形下高,低应力状态土石料动,静应力应变关系存在相似性,并探索推导了一套大型振动台模型试验的相似律,将经过模型试验验证和改进的方法及程序用于依托工程的抗震设计,并提出了有效的抗震工程措施。     

高面板坝三维真非线性地震反应分析方法及模型试验验证

基于所建立的土石料三维黏弹塑性动力本构模型,并采用新型三维各向异性有厚度薄单元来模拟面板和堆石的接触面特性,结合考虑孔隙水压力的消散和扩散的有效应力分析方法,开发了高面板堆石坝地震反应分析的三维真非线性有效应力分析方法。通过典型坝例分析,比较了真非线性分析与等效线性分析结果的差异,表明真非线性方法较真实地反应了结构的地震反应,而且能够直接计算出坝体的残余变形,在理论上更为合理。采用模型坝土石料低应力状态下实测的静力和动力特性参数,对三维模型坝进行了地震反应分析,并与相应的大型振动台模型试验结果进行了对比分析,两者结果相当一致,验证了研究所提出的计算方法的可靠性。     

面板堆石坝振动模型试验及动力分析研究

本文对混凝土面板堆石坝振动台模型试验及动力分析研究的有关成果及存在问题进行了分析和评述, 报导了我国"九五"国家重点科技攻关专题"强震区面板坝大型振动台模型试验及动力分析"研究中所取得的主要成果和进展; (1)进行了大量面板坝振动模型试验, 考虑了模型设计中的多项影响因素, 研究了各项因素对试验结果的影响, 得到了模型坝的各项地震反应性状: (2)研制了面板坝三维有效应力非线性动力分析方法和计算程序, 并通过模型试验进行了验证; (3)采用割线模量的概念统一静、动力反应和地震残余变形分析, 开发了等效线性动、静力耦合计算方法和程序; (4)采用等效线性方法对不同模型坝和不同试验方案进行了地震动力反应分析, 将计算结果与模型试验结果相对,比验证和改进了等效线性分析方法: (5)根据静、动力特性试验结果, 探讨了小变开下高、低应力状态土石料应力-应变关系存在相似性, 并推导了大型振动台模型试验的相似律;(6)将经过模型试验验证和改方法及程序用于具体工程的抗震设计, 得出了一些有理论和实际使用价值的结论, 并提出了有效的抗震工程措施.     

几内亚苏阿皮蒂水电站坝坡明管设计研究

苏阿皮蒂水电站主坝为碾压混凝土重力坝,最大坝高120 m,发电厂房为坝后式地面厂房。电站压力钢管采用坝坡明钢管,单管单机布置。为了解该钢管在内水压力、温度荷载及地震作用下的应力变形规律,对大坝、管道及厂房建立三维模型,利用有限单元法进行计算分析,重点研究了静、动力工况下管道位移、支座滑动、伸缩节变形及压力钢管应力分布规律。结合该工程实际,利用有限元方法对坝坡明钢管进行了计算校核,以期对我国坝坡明管的设计提供参考。     

混合坝接头有限元动力分析

混合坝接头部位的地震问题直接关系到坝生产运行的安全。本文对侧墙式混合坝进行研究,在混凝土坝与土石坝接头不同材料接触面处采用古德曼薄层接触单元来模拟接触面,选用等效线性本构模型模拟土石坝,通过对混合坝进行有限元动力计算,分析了混合坝接触面的动力反应。     

枫树坝坝内式厂房段的动力特性和地震反应

(一)枫树坝坝内式厂房段的基底剪力系数约1.5～1.6,在0.059地面加速度下的坝踵最大地震拉应力为4.4～7.4公斤/厘米~2,这是描述坝体抗震特性的两个最主要的指标。从这两个指标看,正如原文所指出的那样,在地震区修建坝内式厂房坝段,可以具有一定的抗震安全性。但是,笔者认为在涉及坝型抗震性能优劣的时候,必须顾及单宽坝段所耗的混凝土量。譬如把枫树坝单宽坝段的混凝土量折算成同样高度的标准型重力坝,而该假想重力坝的基底剪力系数大于1.5～1.6或在0.05g地面加速度作用下的最大地震拉应力大于4.4～7.4公斤/厘米~2。那末,可以说枫树坝的坝型     

高土石坝地震动力反应特性大型振动台模型试验研究

心墙堆石坝和面板堆石坝是目前高地震烈度区高坝建设中普遍采用的两种高土石坝坝型,它们的动力反应特性和抗震性能是水电工程界普遍关注的问题。本文基于双江口高心墙堆石坝、两河口高心墙堆石坝和猴子岩高面板堆石坝等3个实际工程的大坝大型地震模拟振动台模型试验,对比、分析试验结果,研究高土石坝地震动力反应特性,重点考察了两种坝型(心墙坝和面板坝)地震动力反应特性的异同点。研究表明:高面板堆石坝和高心墙堆石坝均有良好的抗震性能;水库蓄水对两种坝型结构动力特性参数变化的影响规律有所差异;面板对堆石坝上游坝坡的保护作用明显,有效抑制了上坝坡的加速度反应;面板堆石坝虽然抗震性能优良,但对面板相关的设计和施工水平依赖性很强。     

长江三峡电站厂房及水下结构动力计算研究

本文对长江三峡电站厂房及水下结构进行了动力计算分析研究，得出了结构动态特性及动力响应的应力与称。计算分析表明：三峡电站水下结构及坝后式厂记可以抵抗７度地震作用而不导致整体失事，水轮机自然虽然会导致结构的稳态振，但主结构不会因共振放大而受损。     

插入式混合坝接头部位有限元静动力分析

针对混合坝接头部位地震分析比较少，笔者选择了插入式混合坝进行研究，在混凝土刺墙与粘土心墙两种材料接触面上用极薄层单元来模拟，选用沈珠江弹塑性模型和等价非线性粘弹性模型。通过对混合坝进行有限元静力和地震计算，详细分析了混合坝连接处各个接触面上的静动力反应，并给出了插入式混合坝接头部位抗震措施。     

藏木水电站脉动压力下厂房结构动力响应分析

藏木水电站厂房为坝后式厂房,采用"两机一缝"的布置型式,且中间机组段的水轮发电机组由两个厂家提供,机组特性及结构形式存在一定差异,水轮发电机组振动对厂房结构影响机理复杂。本文开展数值分析,研究及评价流道内水力脉动作用下厂房结构动力响应,通过多方案比较、计算成果表明,藏木水电站厂房振动响应总体不大,厂房整体结构设计合理。     

拱坝-坝肩整体动力稳定性的离心模型试验

采用离心模型试验方法研究拱坝-坝肩系统的动力抗滑稳定,以及拱坝在动力荷载作用下的破坏机理。采用以脆性材料制作的模型拱坝进行离心模型动力试验,测定模型拱坝在谐波荷载作用下的动力反应,得到了结构从完整到破坏的全过程,揭示了模型拱坝的动力反应特性和破坏机理。试验结果同时表明,离心模型动力试验对于研究拱坝-坝肩系统的静、动力稳定是一种有效的手段。     

三峡水利枢纽左岸电站厂房抗震分析

采用三维有限元方法对三峡左岸电站厂房进行抗震计算研究，分别对一个机组段厂房整体结构和子结构进行动力特性计算，并与水力脉动、不平衡电磁力、机械力的频率进行了共振校核．按照相似关系将模型试验测得的流道中的脉动压力转换到原型，对结构在水力脉动压力作用下的振动响应进行瞬态动力分析．计算结果表明三峡左岸电站厂房结构的动位移和动应力都在安全范围内．     

尾矿高堆坝地震反应的综合分析与液化计算

本文采用了三种方法对德兴铜矿4号尾矿高堆坝(坝高186米)进行了地震反应的综合分析与液化计算。这三种方法是:总应力动力反应分析,不排水有效应力动力反应分析,排水(考虑孔隙水压力消散和扩散)有效应力动力反应分析。在分析中都考虑了尾矿材料的静力非线性和动力非线性。通过三种方法的综合分析,对该坝的静力稳定性以及在8度和9度地震运动下的抗液化稳定程度作出了评价。     

重力坝坝体—库水相互作用的振动台试验研究

结合某重力坝工程,进行了坝体—库水动力相互作用的振动台动力模型试验,研究库水对大坝自振频率及坝面动水压力的影响,同时辅以数值计算,将目前工程上应用广泛的韦斯特伽德库水附加质量模型以及库水有限元模型的计算结果与模型试验成果进行比较。结果表明,库水有限元附加质量模型能更好模拟库水对坝体动力特性和地震动力反应的影响,而韦斯特伽德库水附加质量模型夸大了库水的动力影响,建议在适当折减的基础上采用。     

粉煤灰坝动力稳定性有限元分析

以粉煤灰坝工程为研究对象,采用二维动力有限元分析和坝坡极限平衡分析相结合的方法,研究在地震作用下粉煤灰坝的液化特性及动力稳定性。研究表明:目前粉煤灰子坝宜按照坡比1∶3左右、单级子坝坝高不超过5 m进行设计;在子坝有必要的防渗和排水设施、初期坝排水设施比较完善的情况下,需在运行期给灰库上游再留50 m左右的干滩;粉煤灰子坝在地震作用下不会发生液化,只是在上游灰库表面1.0~2.0 m深度内的粉煤灰会发生液化,不至于引起坝体失稳,坝体安全有保证。     

某电站坝后式厂房引水系统设计及有限元分析

采用有限单元法,对某电站坝后式厂房引水系统进行了静动力承载特性研究,从而确定了坝后背管的布置形式、结构形式、厂坝分缝处过缝措施等。对引水系统正常运行和抗震安全性进行了评价,并确定相应的工程措施,以供相似工程参考。     

沥青混凝土心墙坝三维有限元动力分析

采用非线性有限元法对某沥青混凝土心墙坝进行地震反应分析,以正常蓄水条件下的总静力场作为动力分析的初始应力场,利用大型有限元软件ADINA计算出坝体的绝对加速度反应、相对位移反应、动应力反应、动剪应力反应。计算结果表明：该坝的设计基本合理,具有良好的抗震性能。     

漫湾重力坝抗震试验研究

针对漫湾溢流式厂房重力坝进行了动力模型试验，全面分析了大坝及其厂房的动力特性。由于某些模态之间耦合比较严重，为了得到纯模态，利用频响函数虚部进行识别。在８度地震作用下，漫湾重力坝能满足抗震稳定的要求，除上游坝踵和闸墩下游底部应力较大、应适当提高混凝土标号外，其余部分都符合水工建筑物抗震设计规范要求。     

三峡溢流坝段动力特性及动力反应分析

本文应用有限元的数学模型,计算了三峡溢流坝——库水——基础系统的动力特性,并用反应谱理论和时程分析计算了坝体动力反应。分析结果表明:该坝型有利于提高抗震能力,地震对坝的稳定和应力状况均能满足设防要求。最后还提出了进一步改善坝的动态特性的建议。