高面板堆石坝面板应力分布特性及其规律

准确把握高面板堆石坝静、动力条件下面板高应力区分布特性是保障防渗面板安全的关键问题。本文采用非线性三维有限元方法，针对150m以上的高面板堆石坝，系统地研究其在填筑和蓄水过程、遭遇瞬时地震及震后面板的高拉、压应力区分布特性及其规律，以及坝体几何特征参数对面板高应力区分布的影响。研究结果表明：面板顺坡向高拉应力区集中分布在河谷处岸坡附近及河谷中央（河谷坝段）坝高4/5~2/3范围内，坝轴向高压应力区主要分布在河谷中央竖缝两侧面板之间，据此建议了一系列改善面板应力的工程措施。     

超高面板堆石坝面板地震应力改善措施研究

在把握混凝土防渗面板地震响应及工作特性的基础上,采取工程措施有效降低面板的地震应力,保证强震时超高面板坝的安全运行,是面板坝跨越200 m级向更高坝发展亟待解决的关键技术问题之一。本文建议了一种根据面板动应力响应确定在最优位置(高程)设置永久水平缝及采用柔性加筋结构的组合抗震措施来有效降低面板地震应力,并以300 m超高坝为例,通过非线性三维有限元方法,系统地研究了永久水平缝设置位置(高程)、长度对地震应力改善效果的影响。并对不同坝高、河谷岸坡的数模坝进行分析计算,总结给出永久水平缝有效的设置位置(顺坡向动拉应力最大处)范围为0.70 H~0.85 H(H,坝高)的河谷中部坝段,其长度为0.3 L(L,坝轴长)左右。     

组合型混凝土面板堆石坝应力应变特性分析

组合型面板堆石坝是在下游底部设置混凝土坝与面板堆石坝形成的复合坝。以某150 m级面板坝工程为依托, 采用三维非线性有限元方法, 系统研究了组合型面板坝堆石坝体、混凝土坝以及防渗体系的应力应变特性。结果表明, 与常规面板堆石坝相比, 该组合坝型在堆石坝体变形方面虽没有显著改变, 但由于缩短了面板和垂直缝长度, 面板应力应变状况得到了有效改善, 且通过将混凝土坝坝顶宽度设置成大于趾板宽度, 可有效避免由高趾板引起的周边缝变位过大问题。目前200 m级高面板坝最突出问题是面板的结构性裂缝和挤压破坏, 而该组合坝型可以有效改善面板应力状态, 为超高面板坝的建设提供了新的思路。     

面板堆石坝应力变形特性有限元分析

为研究面板堆石坝的应力变形特性,采用Mohr-Coulomb强度准则,利用ABAQUS建立有限元模型,分别从坝体位移、坝体应力、面板应力3方面进行分析研究,得出在运行期内相关荷载作用下坝体的应力变形特性,为大坝的实际运行提供理论依据。     

高面板堆石坝面板应力规律分析及改善应力状态的对策

本文分析了面板应力分布及其产生的原因，采用接触力学分析方法模拟混凝土面板和堆石体之间的接触关系，应用假设应变单元，消除因弯曲变形造成的面板单元剪切自锁问题，从而减少面板挠度和应力数值计算误差。在面板温度仿真计算方面，针对不同的入仓温度采用不同的混凝土绝热温升曲线。变形、温度和湿度等方面数值计算显示，弯曲应力场、遭遇寒潮后的温度应力场以及湿度应力场分布趋势相同，它们叠加后，易使面板发生裂缝。最后对某在建高面板堆石坝，提出采用增大面板与堆石体的高程差、推迟Ⅱ期面板浇筑和喷涂聚氨酯保温板等工程措施，以改善面板应力状态。计算结果表明，面板拉应力可降低一个数量级，由原来的1.0MPa量级下降到0.1MPa量级。     

面板堆石坝应力应变分析

混凝土面板堆石坝应用广泛,筑坝材料主要有混凝土面板、堆石、砂砾石等。材料的应力—应变关系为非线性关系。通过建立坝体的三维模型,采用分级加载方式模拟坝体填筑过程,使模型单元和材料性质随时间改变,较好地计算了坝体的应力和变形。     

高面板堆石坝混凝土面板温度及干缩应力研究

本重点探讨面板堆石坝在施工期及运行期面板混凝土受来自坝体、面板自身的自重和外界水压、温度、寒潮及干缩等荷载作用下的变形性能及应力状态。研究结果表明：温度应力是引起面板堆石坝混凝土面板裂缝的主要因素之一。     

面板堆石坝应力变形分析

采用双屈服面弹塑性模型对大坳水库面板堆石坝进行变形和应力计算,得到了自施工以来坝体变形及应力规律。大坳水库现已运行多年,积累了一定的实测资料,以沉降量为例,计算结果与实测资料对比相差不大,说明计算结果能够反映大坝实际运行状况。因此,通过计算来分析大坝状态是可行的。     

软岩料填筑面板堆石坝应力变形特性研究

针对软岩料填筑面板堆石坝问题,基于邓肯E-B材料本构模型,结合鱼跳水电站混凝土面板堆石坝,拟定了三种不同的软岩料利用范围方案,运用大型有限元软件,进行了各方案坝体应力变形的有限元计算。结果表明:坝体及面板的应力变形对于软岩料的利用范围较为敏感;实际工程设计时,可在大坝应力变形可承受的范围内,尽可能地扩大软岩料的利用范围,使坝体断面设计既安全可靠,又经济合理。     

公伯峡水电站面板堆石坝应力应变计算

公伯峡水电站面板堆石坝经过多次的应力、应变计算，对坝体填筑临时渡汛断面、坝体平起填筑、面板一次施工和面板分期施工分别做了计算，初步揭示了不同施工方案对坝体及面板应力、应变的影响。通过有限元计算分析，可以看出公伯峡水电站面板堆石坝是安全、可靠的。     

三板溪混凝土面板坝面板破损原因分析

蓄水初期,三板溪面板坝在低水位正常运行约18个月,水位蓄高时,大坝相继出现了渗漏量增大等异常情况,后经水下检查,发现其中12块面板一、二期面板分缝处出现水平挤压破损。本文根据监测数据并结合实际情况分析了面板破损的原因。     

三板溪面板堆石坝渗流监测资料分析

三板溪面板堆石坝最大坝高185.5 m,蓄水初期水库在低水位运行,总渗漏量基本在30 L/s以下,2007年汛期库水位迅速抬高,总渗漏量突然增大,最大达303.10 L/s。后经水下检查,发现在面板一、二期水平缝部位出现多处破损并进行了修复,面板修复取得了一定的效果。本文结合渗流监测资料重点对面板破损前后大坝渗流性态进行了分析。     

强震作用下苏家河口面板堆石坝动力响应

为了分析苏家河口面板堆石坝坝体在强震作用下的安全性能,建立了面板堆石坝的整体三维有限元模型和面板、趾板子模型,采用Hardin-Drnevich本构模型,对坝体在强震作用下的动力响应规律进行了详细分析。结果表明,在0.38g的强震作用下,面板堆石坝的加速度、动位移、动应力以及垂直缝和周边缝的动变形分布符合一般规律,未发现有特殊不利的现象,整体上满足抗震要求,但是坝体顶部振动的"鞭梢"效应比较明显,在3/4坝高以上坝顶区域以及靠近下游坡面处存在较小的拉应力区域。建议加强3/4坝高以上区域面板、坝顶及下游护坡的抗震工程措施,以保证大坝在强震下的安全。     

深覆盖层上面板堆石坝坝体与覆盖层相互作用研究

针对深覆盖层上的面板堆石坝,采用数值计算的方法分析了坝体、坝基以及面板和防渗墙的应力变形分布规律,并对坝体与覆盖层的相互作用关系进行了分析论证.分析结果表明,尽管覆盖层地基的变形对坝体、面板和防渗墙的应力变形性状有着明显的影响,但通过采取合理的工程措施,深覆盖层上的面板堆石坝采用垂直防渗处理是可行的.     

公伯峡面板堆石坝施工期面板温度应力研究

面板堆石坝施工期的面板温度应力是可能导致面板产生表面及贯穿性裂缝的主要应力．结合在建的公伯峡面板堆石坝，考虑影响面板温度应力的各种因素，采用非线性有限元法对施工期的面板温度场和温度应力进行了全过程仿真分析，获得了对面板混凝土施工具有重要意义的研究成果。     

堆石混凝土及堆石混凝土大坝

本文提出一种新的大体积混凝土施工方式,即以自密实混凝土在堆石体中流动充满堆石体形成完整的混凝土,简称堆石混凝土.文中简述了堆石混凝土的优点,介绍了堆石混凝土试验,试验结果证明自密实混凝土在堆石体中有良好的流动性能,利用自密实混凝土填充堆石体,可以得到具有良好密实性和高强度的堆石混凝土.本文还结合堆石混凝土的特点,建议了几种充分发挥堆石混凝土优点的新坝型：堆石混凝土拱坝/重力坝、堆石混凝土心墙堆石坝和堆石混凝土混和坝.     

三板溪主坝面板破损前后应变应力分析

通过分析三板溪主坝面板应变应力监测资料,发现一、二期面板压应力很大,分期浇筑接缝处承受8～15 MPa的压应力,在蓄水期水位快速上升过程中,面板挤压破损,需降低水位检查修补,影响工程安全和效益。面板修补后虽取得了一定效果,但面板高压应力的情况仍存在,应加强监测和现场巡查,密切关注渗漏量等的变化,保证大坝的安全运行。     

狭窄河谷中高面板堆石坝应力变形特性研究

结合高179．5m的洪家渡面板堆石坝,采用数值计算分析与大型离心模型试验的方法,深入研究了狭窄河谷中高面板堆石坝的应力变形特性．通过分析计算,给出了狭窄、不对称河谷地形条件下高混凝土面板堆石坝在施工期和蓄水运行期的应力、变形分布规律,以及面板周边缝的变形特点．同时,还对不同填筑干密度对坝体和面板应力变形特性的影响进行了对比分析．研究结果表明：河谷的地形条件对面板应力变形有着显的影响,通过改进碾压施工技术,提高填筑密度,将对坝体和面板的应力变形性状的改善,提高坝体的整体安全性起到重要的作用．     

双江口水电站心墙堆石坝应力应变数值分析

采用三维静力有限元法,基于邓肯-张非线性弹性模型,模拟了双江口高心墙堆石坝在竣工期、蓄水期的应力与变位.研究了应力分布和极值应力的量值、区位.计算结果最大沉降变位为2.907m,约占坝高0.93%,与类似工程相比沉降占坝高百分比较小.对上游堆石应力水平较高区域给出了工程建议.