混凝土面板堆石坝的动力反应特性

大坝的抗震设计需要综合考虑结构在地震发生时的破坏机理以及这种破坏对水库大坝正常蓄水功能的影响。对于混凝土面板堆石坝而言，深入了解坝体和混凝土面板在地震时的动力反应是非常重要的。本篇论将主要通过一个面板堆石坝在地震情况下的动力离心模型试验，研究坝体在不同水位下的动力反应特性和破坏机理。试验的模型高度为40cm，上、下游边坡坡比1：1．3。试验中考虑了两种水位，最大离心加速度50g。试验中地震加速度从15g分四级增加至最大加速度30g(每级增量5g)。章中给出了试验的成果，同时讨论了估计坝体沉陷的简化算法。     

离心机振动台模型试验原理和应用

介绍离心机振动台的发展，阐述离心机振动台模型相似理论。运用离心机振动台模型试验技术，研究混凝土面板堆石坝和砂性地基在地震作用下的加速度反应、坝体和面板 变形、振动超静孔压的产生、消散过程，真实地再现地震时土层和建筑物的主要反应特性。研究结果表明，离心机振动台模型试验是研究岩土工程地震问题的有效手段。     

平寨混凝土面板堆石坝地震反应特性研究

基于三维非线性动力有限元分析方法,对平寨水库混凝土面板堆石坝进行地震反应特性研究。针对坝体动力加速度反应、地震残余变形、面板应力及周边缝变形以及坝坡的抗震稳定性对建于峡谷区200 m级高混凝土面板堆石坝进行综合评价,揭示峡谷地形高混凝土面板堆石坝地震反应的一般规律,研究高面板坝的抗震稳定性,并建议相应的抗震设计工程措施。     

建造在河床覆盖层上的混凝土面板堆石坝

本文介绍了在覆盖层地基上直接建混凝土面板堆石坝的现状水平。结合75m深覆盖层上的瀑布沟混凝土面板堆石坝设计方案,介绍了防渗墙线路布置、施工顺序对坝体应力和变形的影响,以及坝体地震反应的研究成果。认为深覆盖层地基上直接建高混凝土面板堆石坝是可行的。     

厦门抽水蓄能电站上水库混凝土面板堆石坝静动力分析

该文选取厦门抽水蓄能电站工程上水库混凝土面板堆石坝建立坝体和坝基的三维有限元模型,进行三维非线性静力有限元分析,研究竣工期和运行期坝体的位移和应力分布规律;在静力分析基础上,采用动力时程分析法进行三维非线性动力有限元分析,研究混凝土面板堆石坝堆石体的地震反应规律。计算结果表明,厦门抽水蓄能电站上水库混凝土面板堆石坝的位移分布和地震反应永久变形分布规律性较好,应力分布合理,未发现有特殊不利的性态,设计方案合理,静动力工作特性符合一般规律。     

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．     

狭窄河谷中高面板堆石坝应力变形特性研究

本文结合179．5m高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著的影响，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。     

面板堆石坝垫层渡汛离心模型试验研究

西北口水库大坝是我国建设的第一座百米级钢筋混凝土面板堆石坝,其百年一遇洪水渡汛水位降落幅度21.63 m,水位骤降速度最大可达3.65 m/h。面板尚未浇筑前的堆石坝体需临时拦洪渡汛,坝体垫层既起面板垫层作用,还要保证堆石坝体安全渡汛,水位骤降对垫层将产生拖拽力作用,影响到垫层的稳定性。本文通过面板堆石坝垫层渡汛离心模型试验,对不同渗透性垫层安全渡汛进行了试验研究,试验研究成果被西北口面板堆石坝工程施工期安全渡汛设计采纳,为面板坝工程建设特别是施工期安全渡汛提供了技术支撑。     

高堆石坝关键技术问题研究

高堆石坝关键技术问题是“八五”国家科技攻关的一项专题研究，主要包括高堆石坝优化设计软件系统，利用宽级配砾石土作高堆石坝防渗体技术，混凝土面板抗裂措施及其合理接缝止水结构，土工离心模型试验技术，坝体填筑堆石料供应规划仿真模拟软件系统和压实质量无损检测技术以及２００ｍ级高堆石坝原观仪器和土石坝工程反馈分析等。经技术鉴定，该专题成果总体上达到国际先进水平。     

基于设定地震场地相关反应谱的面板堆石坝动力计算

结合NB 35047-2015《水电工程水工建筑物抗震设计规范》,重点研究了基于规范标准设计反应谱、场地反应谱及设定地震的场地相关反应谱确定的动参数下面板堆石坝坝体的动力响应。依托于某面板堆石坝,计算了在上述三种反应谱下坝体的加速度响应、动位移、永久变形、坝坡塑性累计滑移量等指标。计算结果表明:采用设定地震的场地相关反应谱得到的坝体抗震各项指标均高于规范标准设计反应谱和场地反应谱,采用规范标准设计反应谱和场地反应谱确定的动参数进行面板堆石坝的抗震计算结果偏于保守,为面板堆石坝的抗震计算及设计提供参考。     

基于有限元仿真面板坝脱空分析

文中采用非线性有限元分析方法,并运用沈珠江模型作为堆石体本构模型对面板堆石坝坝体及面板做应力和变形计算。在静力计算的基础上,选择容易产生脱空的区域进行模拟脱空,主要运用隐单元方法来进行脱空问题研究,对面板的挠度和应力与面板坝的一般规律比较并做一定的分析,来论证利用有限元仿真模拟坝体脱空是一种有效的途径。     

严寒地区混凝土面板堆石坝施工技术的研究与应用

结合莲花水电站混凝土面板堆石坝的施工实践 ,重点研究严寒条件下面板堆石坝的施工技术 ,在冬季爆破参数、堆石料碾压参数、垫层料级配及碾压参数、面板混凝土配合比及防裂措施等方面取得的成果表明严寒地区混凝土面板堆石坝冬季施工在技术上是可行的     

基于离心机振动台模型试验的面板堆石坝地震响应研究

本文开展了竣工期、蓄水期面板堆石坝地震响应的一系列离心机振动台模型试验,重点探究了地震过程中面板应力的演进规律及破坏模式。试验结果表明,面板应力的演进规律与其地震动历史有关。当作用于坝体的地震动峰值或Arias强度高于其所经历的地震动时,无论在竣工期还是蓄水期,面板外表面压应力增量随时间逐渐增大,而内表面拉应力增量逐渐发展;当作用于坝体的地震动峰值与其经历的最大地震动相比较弱时,面板应力总体趋势的变化主要体现在内表面拉应力增量的发展,而其外表面压应力增量的发展较为微弱。另外,同一高程处的面板应力响应随地震动峰值或Arias强度而增大,与地震动峰值或Arias强度对堆石区变形的影响相一致。地震过程中坝坡破坏模式以浅层滑动为主。研究成果将为完善面板堆石坝的抗震设计、优化抗震加固措施提供一定的理论基础与技术支撑。     

可液化地基上边坡加固桩地震动力破坏特点研究

采用研制的微混凝土抗滑模型桩,利用动力离心模型试验研究了高水位抗滑桩加固边坡的动力反应、动孔压变化、地基液化以及液化后大变形滑坡和动力断桩破坏规律。试验结果表明:由于动孔压上升较大,有效应力降低较多,导致动弯矩增幅较大,且动力附加弯矩值大于震前静力弯矩,表明地基液化与土体滑动导致的动力附加弯矩是抗滑桩产生断桩的主要原因。抗滑桩桩体完全断桩后,桩底静动总弯矩接近于零,嵌固约束完全失效,转化为活动铰约束。同时,饱和地基部分液化使得边坡上部土体的动力响应略有减小,加速度响应是随着高程先减小,然后略有增大。     

考虑不同方向地震作用时土石坝动力反应分析

对Abaqus软件进行二次开发,引入等效线性模型,对某心墙堆石坝进行了三维有限元地震反应分析,研究了大坝在Ⅶ度地震下的加速度、动剪应力、相对动位移等反应规律。同时,分别对该坝考虑三向地震波输入及仅两个水平向地震波输人情况下的地震动力反应进行了计算比较,研究竖向地震加速度在Ⅶ度地震下对大坝的影响。结果表明：Ⅶ度地震情况下竖向地震波对土石坝顺河向和坝轴向的动力反应几乎没有影响,但是对竖向的影响不可忽略。     

面板坝新结构形式及其应力变形特性

采用离心模型试验对碾压砼－面板堆石混合坝的应力变形特性进行了分析研究，表明了该新坝型在蓄水前后应力变形的一般规律。并将试验结果与试验过程有限元模拟结果进行了比较分析，验证了用于数值计算的数学模型。最后，用三维有限元方法分别计算了公伯峡混合坝和单一面板坝的应力变形。通过分析比较，揭示了这种新型面板坝在应力变形方面的优越性。     

黄河大柳树水利枢纽工程高面板堆石坝的渗流稳定性

高面板堆石坝具有很高的抗冲能力 ,即使在强震时面板全部失效或在正常运行时灌浆全部失效 ,渗流量都不足以冲动坝体堆石。工程实践及计算证明 ,堆石坝只有漏水问题 ,但坝体堆石不会被渗流冲失导致失事。     

瑞利阻尼参数对瑞利波作用下场地动力响应的影响

为研究地震中Rayleigh波对地表浅层土体的响应特征,针对Lamb问题的模型工况开展有限元动力分析,验证有限元法精确模拟Rayleigh波作用效应的可行性。以厦门地区浅层的素填土及粉质黏土为研究对象,采用摩尔-库仑本构模型,结合Rayleigh阻尼,并在模型的底部和边界上采用黏性边界,采用有限元法考察Rayleigh阻尼中质量比例阻尼系数α和刚度比例阻尼系数β对响应特征的影响规律。研究表明:有限元动力分析可以模拟Rayleigh波作用下的远场动力问题,能取得与Lamb问题解析解较为一致的解答,同时还可以捕捉P波和S波的到达时间;α的变化对素填土和粉质黏土中Rayleigh波的传播特征基本没有影响;β的变化不会影响传播速度,但影响波的振幅,β是Rayleigh阻尼的主控参数。该结论可为采用有限元法研究Rayleigh波对浅埋结构物的地震动力响应提供理论基础和科学依据。     

鄂坪混凝土面板堆石砂砾石组合坝设计

鄂坪水利水电枢纽面板堆石坝的主要填筑材料除堆石料外还有砂砾石料。对该坝的设计情况及坝料分区加以介绍。     

地基辐射阻尼对高拱坝非线性地震反应的影响

本文建立了一种拱坝-地基-库水系统地震反应分析的非线性有限元模型，可以同时考虑无限地基的辐射阻尼、坝体混凝土损伤开裂非线性和坝体横缝非线性等影响高拱坝地震反应的关键因素。利用所建立的有限元模型，以我国拟建的大岗山高拱坝为例，分析研究了地基辐射阻尼对坝体混凝土损伤开裂和坝体横缝开度的影响。结果表明，地基辐射阻尼可以明显减小强地震荷载作用下，坝体中上部的损伤开裂程度和坝体横缝的最大张开度,并改变其分布规律。