影响混凝土防渗墙内力及变形的因素分析

以某水库副坝混凝土防渗墙为例，采用二维非线性土石坝有限元计算程序，对其典型剖面进行了有限元计算，并分析了不同墙端约束形式、不同强度的基岩及不同的坝体材料参数对混凝土防渗墙墙体位移和应力的影响，指出：墙端约束不同时，对墙体的影响主要体现在墙体底部附近，对墙体其他部位的影响不明显；基岩强度较高时，选择墙体与基岩的约束形式要慎重；选用不同的材料参数对计算结果的影响非常大。     

建新水库加固塑性混凝土防渗墙应力变形分析

以福建省福清市建新水库大坝加固工程为例,采用邓肯E-B模型及Goodman接触模型对加固后的低弹模塑性混凝土防渗墙进行非线性有限元分析。考虑了墙体弹性模量、接触、沉渣单元、墙体厚度等对墙体应力变形的影响,确定了10余个计算方案,通过有限元应力变形分析,为最终设计方案的确定提供了有力依据,也可为类似的工程提供参考。     

长河坝心墙堆石坝地基防渗墙应力变形分析

对长河坝心墙堆石坝及地基进行了三维有限元计算,研究防渗墙在不同设计方案下的应力和变形,分析了影响防渗墙应力和变形的因素,研究了合适的主防渗墙厚度及副防渗墙插入高度.结果表明:在所研究的参数变化范围内,防渗墙的应力主要受其顶部高塑性土和两侧的覆盖层的性质影响,而防渗墙厚度、插入心墙深度、堆石料计算参数的改变对墙体影响较小,防渗墙应力总体较大.计算结果可为同类工程提供参考.     

考虑覆盖层渗流作用的防渗墙应力变形分析

采用三维非线性有限元方法分析深覆盖层上面板堆石坝防渗墙应力变形特性。采用邓肯-张E-B模型模拟覆盖层和坝体材料的本构关系,采用接触摩擦单元模拟防渗墙和覆盖层之间的相互作用。考虑覆盖层地基的多孔介质属性,进行覆盖层地基渗流作用的防渗墙应力变形计算。分析了防渗墙施工顺序对墙体应力变形特性的影响,以及悬挂式防渗墙的应力变形特性。计算结果表明防渗墙靠后的施工顺序可以改善墙体的应力变形性状,悬挂式防渗墙贯入深度越小,其应力变形特性越趋于安全稳定。     

北京大宁水库副坝防渗墙应力变形有限元分析

以南水北调大宁水库副坝混凝土防渗墙为例,采用二维非线性土石坝有限元计算程序,对其典型剖面进行了有限元计算,并分析比较不同材料及不同工况下防渗墙的应力变化,得出墙体的应力变形规律,优选出最佳的防渗墙材料,从而改善防渗墙的应力状态。文中还提出了防渗墙设计指标的合理范围,这对实际工程有重要的指导意义。     

土石坝低弹性模量混凝土防渗墙应力变形数值分析

目前关于在大坝除险加固过程中应用较多的低弹性模量混凝土防渗墙的工作性状及受力特性等方面的研究较少,有必要进行深入研究.对采用低弹性模量混凝土防渗墙加固的某土石坝典型断面进行了有限元数值分析,采用改进的Goodman单元模拟防渗墙与周围土体的接触面,计算了不同水位下防渗墙的应力变形情况,并将数值计算得到的水平位移值与实测值进行了对比.此外,还对比分析了不同弹性模量下防渗墙墙体的位移和应力变化情况,可供实际加固工程中防渗墙弹性模量取值时参考.     

单元类型选择对土石坝应力变形计算结果的影响

为准确对比分析土石坝有限元计算时不同单元类型的选择对土石坝应力变形计算结果的影响,利用UMAT子程序,在ABAQUS中开发了邓肯-张E-ν模型。对某心墙堆石坝分别采用8结点等参单元和20结点等参单元进行了有限元计算,并分析两种单元类型的计算结果。结果表明,采用8结点等参单元和20结点等参单元计算得到的坝体沉降和防渗墙应力差异较小。8结点等参单元可有效地用于类似工程的应力变形的有限元分析中。     

防渗墙弹性模量及坝高对墙体力学特征影响分析

为了研究混凝土防渗墙在正常蓄水及校核水位工况下,混凝土弹性模量对防渗墙的内力和变形影响规律,基于数值模拟软件进行相关计算,结果表明：(1)墙体的水平位移受混凝土弹性模量的影响非常小。不同弹性模量下墙体的变形基本相同,最大变形为墙体15m位置的5.7mm。(2)混凝土弹性模量5GPa时属于临界值。当小于该临界值时,防渗墙的应力状态变化不显著;当大于该临界值时,防渗墙的应力状态显著发生改变。实际工程中,混凝土刚度过大,可以提高防渗墙墙体强度,但也会导致局部出现受拉区。(3)坝体越高,应选择弹性模量较小的混凝土;坝体越低,可选择弹性模量较大的混凝土。当大坝高度小于20m时,混凝土弹性模量可选用小于6GPa;当大坝高度大于50m时,混凝土弹性模量应尽量小于5GPa。     

平原水库围坝防渗墙位置优选

根据防渗墙的受力特点和工程特性,应用非线性有限单元法对某土石围坝防渗墙进行了分析计算;研究了坝体施工与蓄水过程中,不同位置设置的防渗墙的应力变化规律.结果表明:墙坝距离对墙体应力影响在0~5 m最为明显,墙坝距离为15~20 m时墙顶已出现较小拉应力,因此墙坝距离以0~10 m为宜.     

无单元法在堤坝防渗墙应力分析中的应用

由于防渗墙几何形状一般为薄长条形,用常规有限元法进行分析,存在单元长宽比例过大等问题,为此将有限元法和无单元法相结合应用于堤坝及其防渗墙的应力分析。计算结果表明,无单元法能够简单、灵活地对防渗墙等薄层结构进行节点加密,能够避免有限元计算网格划分长宽比例过大的缺陷,从而改善计算精度。     

土石坝坝基塑性混凝土防渗墙应力变形分析

建造在透水深覆盖层上的土石坝,坝基常设有混凝土防渗墙,而现今塑性混凝土防渗墙越来越受到人们的关注.因此,如何确定塑性混凝土防渗墙的应力状态是一个很具有实际价值的问题.结合实际工程,根据塑性混凝土防渗墙自身的特点,采用非线性土体单元、面-面接触单元进行模拟,计算结果可为土石坝的安全设计提供依据.     

刚性防渗墙提高土石坝坝坡稳定性的作用机理分析

通过依托大型非线性有限元软件ＡＢＡＱＵＳ,运用有限元强度折减法,分析了增建防渗墙前后土 石坝的渗流场、应力场的变化以及上、下游坝坡稳定安全系数的变化,探讨了防渗墙对坝坡稳定的影响 规律。结果表明:增建防渗墙可对坝体渗流场起到明显的截流作用,提高下游坝体的有效应力场,同时 也提高了下游坝坡稳定的安全系数,从而使土石坝坝体的整体稳定性得到增强;提出的三种失稳评价标 准在求解坝坡稳定强度折减系数方面具有合理性和适用性;选取适当刚度的防渗墙在增强坝体整体稳 定性同时能兼顾经济和安全。     

碎石桩加固地基对风化料坝应力变形影响研究

近年来振冲碎石桩逐渐应用到土石坝坝基处理中,为研究碎石桩加固地基对大坝应力变形的影响,以覆盖层地基上的某混凝土防渗墙风化料坝为背景,利用碎石桩对地基进行加固处理。在考虑坝料流变特性的基础上,采用非线性有限元方法,计算分析在碎石桩加固地基与未加固地基下,大坝在蓄水期和运行期的应力变形。通过对比计算结果,系统总结了碎石桩加固地基对坝体与防渗墙应力变形的影响规律。结果表明:在碎石桩加固地基下,大坝在蓄水期、正常运行1 a、正常运行5 a、正常运行10 a后,坝体和防渗墙的应力和变形相比未加固地基下都有所减小,相对而言,变形减小的幅度更大一些。可见利用碎石桩加固地基,可以有效地改善坝体和防渗墙的应力和变形,利于大坝保持稳定运行状态。     

基于东坑水库大坝混凝土防渗墙施工组织设计

东坑水库大坝始建于20世纪60年代,常年失修造成大坝坝基渗漏严重,大坝无法正常运行。现对大坝工程进行除险加固处理,处理方案是在大坝中间设一道垂直混凝土防渗墙。     

人工挖孔灌注混凝土防渗墙的设计与施工

混凝土防渗墙是水利水电工程建设中普遍应用的一种地下连续墙,是透水体防渗处理的一种有效措施。三岔河水电站面板堆石坝左岸坝基防渗处理受岩体风化界限较深和机械施工场地狭小的限制,采用了人工挖孔灌注混凝土防渗墙方案进行防渗处理,达到了设计目的。     

空间差异性下沥青混凝土心墙坝应力与变形的随机有限元分析

以往沥青混凝土心墙坝有限元分析通常采用筑坝材料的设计值进行计算,但实际施工质量的不确定性,使得筑坝材料在空间上表现出差异性。在考虑坝体与覆盖层材料空间差异性的情况下,提出了基于随机有限元沥青混凝土心墙坝应力、变形不确定性的分析方法。利用蒙特卡罗方法,得到了沥青混凝土心墙坝应力、变形的分布规律,并与设计工况下的有限元结果对比,确定考虑空间差异性对坝体与心墙应力、变形的影响以及应力、变形的超标概率。经分析发现:采用确定性的分析方法会有50%的可能性低估坝体最大沉降;43%的可能性低估坝体大主应力最大值;空间差异性下心墙不同位置处的沉降均有50%的超标概率,并且其下部的主应力超标概率会更大。分析成果可为大坝安全分析与设计优化提供依据,也为大坝的精细有限元分析提供了新的途径。     

塑性混凝土防渗墙在册田水库除险加固工程中的应用

塑性混凝土防渗墙是坝体坝基防渗处理的一种有效方法,文中结合在册田水库除险加固工程中的实际应用,介绍了塑性混凝土防渗墙特点、施工工艺、混凝土配合比设计和质量检查。     

挤压边墙式混凝土面板砂砾石坝应力变形分析

挤压边墙作为世界坝工史上一门比较新兴的技术,还有许多方面有待研究和完善.结合某一采用挤压边墙施工技术的混凝土面板砂砾石坝工程,对其进行三维非线性有限元分析,分别对竣工期和蓄水期两种工况进行计算,得到了坝体以及混凝土面板的应力变形状态.研究结果表明:采用挤压边墙式混凝土面板砂砾石坝在竣工期和蓄水期应力应变值能够满足安全要求.     

土石坝超深混凝土防渗墙变形与受力分析

我国病险土石坝已开始应用超过60 m的超深混凝土防渗墙进行加固。受库水变化和帮坡加载等作用、基岩嵌固条件及墙体材料性能等影响,防渗墙受力复杂多变。结合花凉亭水库大坝除险加固工程,采用Biot固结理论和南水双屈服面弹塑性模型,对混凝土防渗墙在坝体内的变形与受力情况进行三维仿真分析。成果表明:坝体混凝土防渗墙受老坝帮坡加固和库水上升的影响较小;超深混凝土防渗墙建议适当提高抗压强度、降低弹性模量,以满足其受力和耐久性要求;对于非直线型大坝拐弯处的混凝土防渗墙,底部墙体应力会增大,可考虑增设钢筋等措施。研究成果可为超深混凝土防渗墙的设计提供借鉴。     

混凝土重力坝静力性能研究

有限单元法计算混凝土重力坝的静力承载能力,得出重力坝的拉压应力和应变的变化情况及混凝土的开裂情况。计算结果表明应用有限元法模拟坝体的非线性混凝土材料以及复杂的边界条件和荷载组合情况,能更准确如实地反映重力坝的静力性能。