复杂地形地质条件下覆盖层上面板堆石坝的应力变形研究

通过有限元数值模拟的方法,研究了复杂地质地形条件下覆盖层上面板堆石坝的应力变形特性。研究了地质及地形条件的改善措施,计算分析了防渗墙和面板的应力变形、面板接缝变位以及坝体的变形和应力。研究结果表明,采用合理工程措施后,坝体应力变形规律正常,混凝土防渗墙及混凝土面板的应力在其强度允许范围之内,面板接缝变位在止水结构允许范围内,可满足覆盖层上面板堆石坝安全运行的需要。     

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.     

深覆盖层面板堆石坝连接板长度敏感性分析

为协调混凝土防渗墙与趾板间的不均匀变形,修建于深厚覆盖层上的面板堆石坝通常在防渗墙与趾板间设置连接板,而连接板长度的确定则是工程设计中的重要技术问题之一。为揭示连接板长度对面板堆石坝工作性态的影响规律,结合实际工程,通过建立不同连接板长度的面板堆石坝坝体－地基系统有限元计算模型,进而开展系列非线性有限元分析,结果表明连接板长度增加对堆石坝体及面板应力变形影响较小,对竣工期防渗墙的应力变形有利,对蓄水期防渗墙的应力变形不利,可明显降低防渗墙与连接板接缝的切向错动。     

深覆盖层上堆石坝地基强夯处理的应用研究

针对深覆盖层上修建的面板堆石坝工程地基不均匀沉降较大的问题,运用强夯法对趾板和主堆石区下方覆盖层地基进行加固处理,并运用有限元数值分析法对不同的强夯强度方案进行了对比论证.计算结果表明,地基强夯处理可改善坝体、混凝土面板及防渗墙等结构的应力变形形态,提高工程整体的安全性.     

混凝土面板堆石坝地基防渗墙塑性损伤数值分析

在坝体填筑和水库蓄水作用下,防渗墙工作和受力条件复杂,可能产生塑性应变和墙体开裂。本文结合实测资料和数值分析,研究面板堆石坝深覆盖层地基防渗墙的应力变形和损伤特性。在基于实测资料分析防渗墙应力变形特性的基础上,采用混凝土塑性损伤模型,建立防渗墙应力变形及损伤特性的三维数值计算模型。数值模型考虑坝体和地基渗流-应力耦合效应及墙体与覆盖层的接触效应,真实模拟坝体填筑和水库蓄水过程。在采用实测资料验证数值计算结果的基础上,结合实测和数值结果深入分析了面板堆石坝防渗墙的受力机制及其应力变形和损伤开裂特性,讨论了防渗墙位置、材料、坝体和地基渗流-应力耦合作用对墙体力学特性的影响。研究结果对面板堆石坝防渗墙建设和结构安全控制具有一定的指导意义。     

积石峡面板堆石坝应力变形非线性有限元分析

基于邓肯E—B材料本构模型,本文建立了积石峡混凝土面板堆石坝的有限元计算模型,并运用中点增量法,进行了施工期和蓄水期的应力变形非线性有限元分析,获得了不同时期坝体、面板应力变形的分布与变化规律。通过有限元分析与计算,可以看出积石峡面板堆石坝是安全、可靠的。     

考虑流变作用的面板堆石坝工作性状研究

结合金钟混凝土面板堆石坝工程实例,采用沈珠江3参数流变模型对面板堆石坝进行了三维有限元流变数值计算,分析堆石的流变效应对混凝土面板堆石坝工作性状的影响。最后通过将有限元计算结果与实测数据的比较分析,论证面板堆石坝应力应变计算中计入堆石流变效应的合理性。     

混凝土面板堆石坝静力分析

预估坝体的变形分布、面板应力和变形以及周边缝和垂直缝的张开量和压缩量等对于面板堆石坝的设计具有重要意义,它可为坝体堆石材料分区、断面进行优化、施工进度安排、运行性态预测提供理论依据。目前多采用有限单元法进行面板堆石坝的应力应变计算和分析。由于二维有限元计算不能提供周边缝和垂直缝等的变形情况,而这正是面板堆石坝设计中最为关心的难题,因此,本文对于面板堆石坝进行三维有限元计算。所得结果与结论对于面板堆石坝抗震优化设计与分析具有一定的实际参考价值。     

考虑渗流作用的深覆盖层地基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。建立考虑渗流作用的深覆盖层上面板堆石坝应力变形数值模型。在分析渗流作用对防渗墙应力变形特性影响的基础上,分析了防渗墙施工顺序和防渗墙深度对墙体应力变形的影响。结果表明:渗流作用使防渗墙的顺河向最大变形增加56.47%,使墙体的最大拉压应力分别增加22.47%和21.74%,不考虑渗流作用将使防渗墙应力变形计算结果偏于不安全。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。     

泽城西安混凝土面板坝三维非线性应力变形研究

本文采用非线性有限元分析方法,对山西泽城西安水电站混凝土面板堆石坝坝体、面板和坝基混凝土对防渗墙在施工期和蓄水期的应力变形特性进行了较为深入的研究.计算分析中提出的坝体及面板各部分的应力、位移分布,可以为工程的设计、施工提供有益的参考依据.     

深冲积层上高面板堆石坝运行期渗流特性仿真研究

渗流控制是深冲积层上修建高面板堆石坝需要研究的关键技术问题,以某高面板堆石坝工程为对象,考虑坝体结构、渗控体系、深冲积层以及基岩分布等要素,建立三维有限元计算模型,然后采用改进节点虚流量法,进行正常运行期的坝区三维渗流特性仿真计算与分析。结果表明,混凝土面板、趾板、防渗墙及灌浆帷幕形成的空间封闭防渗体系能够有效控制坝区渗漏,保证坝体及坝基的渗透稳定,但尽管如此,深冲积层的坝基和地质条件复杂的两岸坝肩的渗流控制难度较大,对防渗墙和灌浆帷幕的要求较高,在大坝渗控设计和施工时予以重点关注。     

深覆盖层上面板堆石坝关键技术研究进展与展望

以察汗乌苏面板堆石坝有限元法应力变形计算结果为基础，总结了在深覆盖层地基上建造的面板堆石坝的关键技术。根据对三峡二期深水土石围堰拆除的调查实录进行的分析认为，实录对面板坝防渗墙的计算有重大参考价值。提出引进新的数值方法，如不连续变形分析方法（DDA）和数值流形方法（NMM），来模拟和计算面板坝接缝变形的设想，对深覆盖层上面板堆石坝的设计和计算有指导意义。     

深覆盖层上建混凝土面板堆石坝的方案研究

在深厚覆盖层上修建混凝土面板堆石坝国内外尚不多见。汾河二库坝基覆盖层土质主要是级配优良的砂卵砾石土，作为面板堆石坝的坝基是可以的。面板堆石坝坝高５５．３ｍ，坝基设塑性混凝土防渗墙截渗。在防渗墙顶与面板趾板联接处设置５道防渗止水屏障。通过非线性有限元分析，初步说明该面板堆石坝方案在技术上是可行的。     

九甸峡混凝土面板堆石坝应力和变形有限元分析

采用非线性有限元方法,对修建在深厚覆盖层上的九甸峡混凝土面板堆石坝进行了深入研究,得到了大坝坝体应力应变、混凝土面板的应力应变、河床防渗墙的应力应变状态,以及面板周边缝的变形分布情况,揭示了峡谷地区和深厚覆盖层条件下面板堆石坝在各种工况下的应力应变规律,为工程设计提供依据.     

多诺水电站面板堆石坝渗流特性研究

对于建在覆盖层上的面板堆石坝,面板及坝基防渗墙均可能出现裂缝,从而导致渗透破坏。本文针对多诺水电站面板堆石坝进行了正常工况、面板以及防渗墙出现裂缝非常工况条件下的三维渗流有限元分析,探讨了裂缝不同位置、裂缝宽度、垫层渗透性等对坝区渗流场的影响,为面板堆石坝防渗系统出现裂缝情况下渗流场变化规律提供了有效参考。     

方溪水库防渗墙厚度敏感性分析

混凝土面板堆石坝防渗墙厚度的确定,是设计人员需要考虑的问题。采用ABAQUS软件,以方溪水库为例,分析不同防渗墙厚度对面板、周边缝及连接缝的影响。计算结果表明,堆石坝体、面板及周边缝应力与变形对防渗墙厚度变化敏感性较低;趾板与连接板接缝、防渗墙与连接板接缝法向变形与防渗墙厚度无直接关系,切向变形与防渗墙厚度呈正相关。     

黄河羊曲水电站面板堆石坝三维有限元渗流分析

为了确保黄河羊曲水电站混凝土面板堆石坝布置合理和工程安全,采用三维有限元软件MIDAS GTS对羊曲水电站面板堆石坝坝体进行三维有限元渗流计算,分析坝体等势面、压力水头、孔隙水压力、浸润线和浸润面等渗流要素分布情况。结果表明:坝体面板及坝基帷幕的防渗效果显著,坝区的防渗系统(坝体面板+防渗帷幕)作用明显,面板堆石坝安全、可靠。     

碾压密实度对高面板堆石坝应力变形的影响

大量工程经验表明碾压密实度对高面板堆石坝的应力变形有很大影响,而现行设计规范没有对200 m级及更高面板堆石坝的压实标准提出明确的指导意见.通过对不同碾压密实度下的高面板堆石坝进行有限元仿真计算的结果表明:堆石体的碾压密实度从一个相对较低的数值提高到较高的数值时,坝体、面板的变形和应力分布得到明显改善:初步确定233 m高水布垭面板堆石坝的最优干密度为2.18 g/cm3,250、270 m高面板堆石坝的最优干密度分别为2.23、2.28 g/cm3.可为300 m级超高面板堆石坝的建设提供参考.     

贴坡型面板堆石坝三维应力变形分析

某混凝土面板堆石坝建在一段倾斜的不平整基岩上,为了考察该特殊坝基对坝体应力变形是否有不利影响,必须对该坝进行三维有限元分析。采用网格自动生成程序生成了贴坡型面板堆石坝的三维有限元网格,对该面板堆石坝进行了非线性三维静力有限元分析。通过计算得到了坝体和面板的应力变形分布规律,验证了利用此特殊地形不仅能减少开挖量,而且对面板堆石坝应力变形无不利影响,为贴坡型面板堆石坝的设计和施工提供了依据。     

基于非线性抗剪强度指标的面板堆石坝坝坡稳定有限元分析

面板堆石坝坝坡稳定分析的关键是如何合理选择堆石材料的抗剪强度指标,以及如何选用能合理反映坝坡失稳破坏机理的抗滑稳定分析方法.本文结合工程实例,以面板堆石坝坝坡稳定安全系数为研究对象,通过与按线性抗剪强度指标计算结果的比较,研究论证了采用非线性抗剪强度指标的合理性.在采用非线性抗剪强度指标的前提下,通过与传统的刚体极限平衡法计算结果的比较,分析说明了有限元法计算结果的准确性与合理性.结果表明,对于面板堆石坝的坝坡稳定问题,采用基于非线性抗剪强度指标的有限元方法可以获得更为合理的结果.