垫座弹性模量对拱坝坝体应力及位移的影响

为了了解不同垫座的弹性模量对坝体应力和位移的影响,以某带垫座混凝土双曲拱坝为例,将垫座选取5种计算方案,采用有限元分析软件ABAQUS分析了5种方案下拱坝对垫座弹性模量的响应特性。结果表明,选取合理的垫座弹性模量能够有效防止坝体产生过大的拉应力造成坝体开裂,同时对坝体的稳定性削弱较小。并通过不同垫座弹性模量方案应力变位特征的对比分析,得到了某混凝土双曲拱坝合理的垫座弹性模量值。     

混凝土双曲拱坝封拱温度场有限元分析研究

拱坝对坝址基岩强度要求较高,在基岩软岩夹层发育或地质条件复杂区域,需重点对拱坝的应力变形进行分析研究.文章结合某双曲拱坝,建立数值模型计算坝体及坝基应力、坝基变形对拱坝应力及稳定的影响,分析不同封拱温度、封拱顺序对拱坝应力及稳定的影响,提出最优封拱温度和封拱顺序,优化温控设计及措施.     

小湾拱坝运行期温度场反演与应力仿真分析

拱坝所处的运行环境复杂,受力状态复杂,其真实的工作状态往往与其设计状态存在一定的差异,因此开展基于坝体温度和变形监测资料,反演坝体与基岩材料参数,仿真坝体的应力状态的研究。通过有限元方法,基于小湾拱坝实测温度,拟合上下游坝面的温度边界条件,并对拱坝运行期温度场进行了仿真;基于变形监测资料,反演坝体和基岩弹性模量;基于反演得到的坝体温度场与材料弹性模量,对小湾拱坝进行应力仿真分析。研究表明:小湾拱坝下游面温度分布总体呈现出两侧坝段高于中间坝段的规律;运行期坝体混凝土的弹性模量相对于试验值约提高30%;在冬季时,上游坝面水位以上部分出现局部拉应力,下游坝面在坝基交界面附近由于应力集中出现局部拉应力,但不至于影响工程安全运行。     

用脆性材料整体结构模型研究拱坝在坝踵前有断层存在情况下的坝体应力

东江水电站拱坝的坝体应力状态较为复杂.距上游拱冠9米处,有构造性的断层F_3横切河床,致使左石岸坝踵距断层的距离远近不一,造成坝体基岩的不对称形态,这种形态对坝体应力将造成什么影响?就是本模型实验的研究课题.     

关于过水拱坝溢流形式的探讨

一、过水拱坝的水流特性及主要类型就水流情况而言,拱坝过水主要的问题是溢流水舌对下游河床的冲刷和消能问题。从结构条件看,拱坝的稳定主要是靠周缘基岩的支撑,只要下游冲刷不影响到支承拱体的基岩受力范围以内,即不致影响到坝体的安全。另外,坝区地质常常会有顺河节理存在,河岸如受冲刷,会引起岸坡滑方,影响到坝肩支承基岩的稳定。因而有时为两岸地质条件所限,坝顶的溢流长度常受到一定限制。     

混凝土双曲拱坝封拱温度场有限元分析研究

拱坝对坝址基岩强度要求较高,在基岩软岩夹层发育或地质条件复杂区域,需重点对拱坝的应力变形进行分析研究。文章结合某双曲拱坝,建立数值模型计算坝体及坝基应力、坝基变形对拱坝应力及稳定的影响,分析不同封拱温度、封拱顺序对拱坝应力及稳定的影响,提出最优封拱温度和封拱顺序,优化温控设计及措施。     

弹性模量的选择及其对拱坝应力分析的影响

在进行拱坝应力分析时,必须先确定基础及坝体的弹性模量值E_F和E_C。一般应通过室内和野外测试等多种手段进行。当没有条件测试时,可参照类似工程选用。这就提出了一个所选用的弹性模量值对计算成果的影响问题。为了了解弹性模量值对拱坝应力分析的影响,西北口水库拱坝计算按基础和坝体的弹性模量不同组合情况进行了电算,现就主要计算成果作一简要分析。     

龙羊峡重力拱坝运行期变形与应力反演分析

基于龙羊峡重力拱坝实测数据,建立拱坝-地基有限元模型,进行了反演分析,确定了合理的温度分布函数的参数,以及坝体与基岩材料弹性模量。采用反演得到的有限元模型计算了龙羊峡重力拱坝运行期温度场分布及坝体变形与应力分布。结果表明,龙羊峡重力拱坝坝体中心温度常年几乎没有变化,坝面区域温度变化受外界影响较大;坝体混凝土弹性模量相比于设计试验值大,提升约25%;应力状态方面,坝体整体受压,冬季由于气温较低,坝面区域存在小范围拉应力区,拉应力水平较小,不影响工程安全运行。     

拱坝裂缝成因三维有限元分析

根据某拱坝除险加固工程的需要,采用三维有限元方法模拟拱坝坝体的逐级加载和水位同步上升的过程,进行坝体在正常蓄水和温降条件下的应力计算分析,并通过多种方案对坝基材料参数进行敏感性分析,综合研究拱坝裂缝产生的原因。研究结果表明:拱坝建设期清基处理后的左、右岸坡段坝底基岩或垫座与原坝底未处理的完整性基岩模量相差较大导致一号裂缝产生;水荷载以及温度快速下降的共同作用导致其他裂缝产生。     

地基弹性模量对拱坝坝体应力的影响研究

为了探究地基弹性模量对拱坝的影响,通过改变地基弹性模量的大小,研究坝体与地基接触部位的应力变化情况。采用ANSYS有限元分析法,建立拱坝整体有限元模型,选取正常蓄水加温度荷载的工况进行计算。结果表明:随着地基弹性模量的增大,坝体与地基相交处的最大主拉应力和最大主压应力均呈逐渐增大的趋势,但两者的变化幅度均逐渐变缓慢。该研究结果可以为拱坝坝址的选取提供一定的参考作用。在距离坝体边缘大于20 m(约为0.14倍坝高)时,地基的弹性模量对拱坝坝体应力应变的影响就会变得很小,这可以为改善坝基地质条件而采取的地基处理范围提供一定参考。     

非整体拱坝结构分析研究

本文介绍了二种不同的接缝模型，并用以模拟拱坝横缝，进行了非整体拱坝有限元分析.分析结果表明：计算中考虑分期施工，对拱坝应力有明显影响；拱坝中的横缝虽经压力灌浆并设置键槽，仍有可能拉裂或剪坏，引起坝体内应力重分布，从而改变拱坝整体应力状态，同时横缝的影响与坝体的厚度和气候条件有关，因此应进行非整体拱坝的非线性分析.文中还分析了灌浆质量对坝体应力的影响，计算结果表明，只要浆体灌进了接缝，浆体质量对坝体应力和变形的影响是很小的.本文最后还对二种不同的接缝模型进行了比较，二者计算结果基本相同.     

几个参数对拱坝温度及应力影响的研究

构皮滩拱坝是目前世界上在建的高混凝土拱坝之一,由于构皮滩工程规模大,施工技术复杂,对坝体进行温度应力仿真计算,分析研究各种不同参数对坝体温度及应力的影响,对搞好大坝的温控设计,保证工程施工质量和进度具有重要意义。影响坝体温度场及温度应力的参数很多,通过全过程模拟混凝土拱坝施工过程,采用三维有限元法计算分析了混凝土绝热温升、弹性模量及封拱前残余温度应力对坝体温度及应力的影响。研究结果表明：绝热温升的变化对坝体早期最高温度有很大的影响作用;弹性模量与温度应力基本上成线性关系;考虑施工期温度残余应力后,所计算的各项应力指标总体上比按拱坝规范算法计算的坝体运行期综合应力偏大。     

动态弹性模量变化对拱坝动力反应的影响

现行水工抗震设计规范规定,大坝混凝土动态弹性模量在静态弹性模量基础上提高30％,对岩体动态变形模量的取值并无规定,现行工程实践中岩体动态变形模量通常在静态变形模量基础上提高30％。根据国内外最新研究成果修编中的新规范拟规定：大坝混凝土动态弹性模量在静态弹性模量基础上提高50％,岩体动态变形模量取为静态变形模量。本文针对新规范的这一变化,结合不同高度的拱坝,从大坝白振特性、动位移、动应力及静动综合应力诸方面进行比较分析,论证混凝土两种动弹性模量以及基岩两种动变形模量取值的影响。结果表明,坝体动弹模从30％提高到50％以及基岩动变模是否提高30％对坝体动力特性和地震反应影响不大。     

浩坤水电站拱坝应力稳定分析

广西凌云县浩坤水电站采用混凝土拱坝挡水，工程位于喀斯特岩石地区，基岩存在断裂层，地质条件十分复杂。由于规范要求混凝土拱坝应力分析需采用的拱梁分载法，其经简化处理后的计算结果难以反映拱坝真实应力承栽情况。考虑到坝体左岸存在的断裂层对坝体承载的影响，采用三维有限元计算软件分析坝体应力及坝肩稳定。计算结果表明：对于左岸存在的断裂层，在不经工程措施处理情况下，坝体应力比较对称，应力未超出规范要求，对坝体的稳定不会造成影响。此结论给工程施工的生产单位在经济和安全方面提供了重要参考，取得明显的工程效益。图6幅，表4个。     

某拱坝基础垫座方案优化研究

修建在深V河谷中的拱坝,由于坝址河道极为狭窄导致坝体底部无法成拱,通常采用设置垫座的方式来提高拱坝的稳定性。选取垫座弹性模量与坝体弹性模量比K_1、垫座高度与总坝高比K_2、垫座厚度与坝体底部厚度比K_3为参数,采用有限元法对比分析不同方案下拱坝坝肩、坝踵、坝趾及垫座底面处的应力。结果表明:坝体应力与垫座材料、形状等因素有关,最优方案为K_1取2. 5,K_2取0. 3,K_3取1. 5。     

三河口拱坝初设体型合理性分析

根据三河口双曲拱坝初设体型以及坝址区地形地质条件,建立能够反映坝体混凝土和基岩相互作用的有限元模型,应用Saptis程序和能够反映坝体结构强度特性的多参数屈服模型对整体结构进行了应力应变的弹性和非线性分析,研究了三河口拱坝初设体型的应力情况以及坝体的承载能力.计算结果表明,该体型拱坝应力分布规律符合常规,数值大小符合规范要求,为优化设计以及后期施工建设提供支撑.     

江口拱坝温控措施研究

用中国水利水电科学研究院开发的SimuDam程序和SAPTS程序,对江口拱坝的河床坝段及6#岸坡坝段的基础约束区,依据设计施工单位提供的气象资料、坝体混凝土和基岩材料参数以及坝体施工进度,对不同的温控方案,分别用二维与三维有限元进行了温度场及应力场的仿真计算。计算结果表明:河床坝段因坝块横截面积小、气候条件较好,其温度应力较小,只需作较弱的温度控制即可;岸坡坝段因其座落在斜坡上,其温度应力比河床坝段的要恶劣,必须采取严格的温控措施才能满足要求。该成果已用于工程实践,并取得了满意的效果。     

小湾拱坝砼弹模与基岩变模敏感性分析

小湾拱坝为世界第一高拱坝，坝体的拉压应力均已达到较高水平，坝体的砼弹模、基岩变模对坝体应力、变位有较大影响，对其进行敏感性分析有助于坝体的体型设计，使之适应于各种运行工况及施工期的特殊要求。     

某混凝土双曲拱坝建基面选择研究

拱坝建基面选择主要决定于坝基岩体的承载力和滑动稳定性。本工程基岩裸露,岩体呈整体块状结构,强度高,但坝基范围内岩体岩性不一致,导致基岩强度不同。根据地形地质条件,对拱坝建基面的可利用岩体进行多方案论证研究,同时对坝体应力、坝肩稳定、整体稳定等进行大量分析及模型试验,最终确定合理经济的坝体建基面。     

石门坎水电站混凝土双曲拱坝坝体通水冷却措施

论述石门坎水电站拱坝坝体通水冷却措施。拱坝温控包括混凝土内部温度控制、坝体表面保温及坝体通水冷却。而坝体通水冷却对坝体混凝土应力影响较大。只有通过控制不同时期坝体通水温度和通水量,逐渐释放坝体混凝土热量,才能科学控制坝体混凝土应力,防止拱坝坝体产生裂缝。