江坪河高面板堆石坝三维非线性结构有限元分析

采用三维非线性有限单元法对江坪河面板堆石坝施工填筑期和水库蓄水运行期的应力变形进行模拟计算，研究引用不同的堆石料参数（水布垭面板坝和天生桥一级电站面板坝材料参数）和不同的接触单元模型，分析不同时期产生的坝体应力和变形，且对江坪河面板坝与水布垭和天生桥面板的应力变形特性做了对比分析，为该坝的进一步优化设计提供了有益的建议。     

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。     

泗南江水电站混凝土面板坝三维有限元分析

泗南江水电站大坝为混凝土面板堆石坝。采用Duncan E-B非线性模型对坝体进行三维有限元应力应变分析,并考虑了混凝土面板与垫层料之间的接触面特性。通过分析,得出竣工期和蓄水期坝体的应力变形,以及蓄水期混凝土面板的应力、变形和面板周边缝及垂直缝的变形。依据计算结果分析评价了混凝土面板堆石坝的应力变形性状。评价结果表明,泗南江水电站混凝土面板坝的设计是合理的。     

观音岩水电站面板堆石坝三维有限元应力变形分析

采用三维有限元法对观音岩面板堆石坝完建期(竣工期)和蓄水期的应力变形进行模拟计算,分析了不同时期坝体及面板的应力变形情况.计算结果表明,大坝应力变形满足安全要求.     

甘肃西流水面板堆石坝应力变形分析研究

采用非线性有限元分析方法，对甘肃省龙首二级（西流水）水电站面板堆石坝的应力变形特性进行了分析，给出了坝体及面板在施工期和蓄水期的应力和位移分布．并分析了高趾墙的应力变形特性。计算结果表明，由于四流水面板堆石坝位于狭窄河谷，坝体的变形受岸坡约束影响较大，面板在蓄水期沿坝轴线方向和坝坡方向呈双向受压状态．高趾墙大部分区域承受拉应力，但拉应力数值不大。本文的计算分析结果除可以为西流水工程的设计、施工提供依据外．对其它类似工程也具有一定的参考价值。     

天池水电站上水库堆石坝面板三维有限元分析

采用三维有限元模型,对天池抽水蓄能电站上水库面板堆石坝在竣工期和正常蓄水期两种情况下坝体面板的应力变形进行了分析。通过数值模拟,较好地体现了面板位移、应力分布规律,分析结果表明,面板应力、变形大小都在允许范围内。     

狭窄河谷高面板堆石坝应力变形特性研究

河谷地形是影响混凝土面板堆石坝应力变形的重要因素之一。为研究狭窄河谷上200 m级高面板堆石坝应力变形特性,本文结合223.5 m高的猴子岩面板堆石坝,采用邓肯-张E-B模型三维非线性有限元,对该面板堆石坝竣工期和蓄水期进行应力变形分析。结果表明:竣工期和蓄水期坝体最大沉降所占坝高之比较修建在宽河谷上的高面板堆石坝小;坝体大主应力明显小于堆石体自重应力,存在明显的应力拱效应;蓄水期面板以向河谷中部挠曲变形为主,变形具有明显的空间效应;面板在左、右两岸和底部有一定的拉应力,在河谷中部存在较大范围的高压应力区。狭窄河谷上修建的高面板堆石坝除了关注面板拉应力外,应重视蓄水和后期运行过程中河谷中部高压应力区面板可能发生的局部挤压破坏。研究结果可为类似狭窄河谷上高面板堆石坝的设计提供参考。     

面板设置永久水平缝对其应力变形的影响分析

水布垭面板堆石坝为世界最高面板堆石坝,受堆石体变形影响,其1期面板顶部产生脱空,出现较多沿坝轴线方向的结构裂缝.为减少2期面板裂缝,在2期面板顶部区域(高程332.0 m)设置一务永久水平缝,这在面板堆石坝工程中尚属首次应用.为研究永久水平缝对面板应力变形的影响,以便评价其设置的合理性,采用三维非线性有限元法和三维子模型法,模拟大坝实际的填筑和蓄退水过程及相应面板的应力变形.结果表明,坝体和面板应力变形结果符合面板堆石坝的一般规律,设置永久水平缝可有效减少2期面板顶部的水平裂缝,设置位置合理.     

面板堆石坝面板力学模型及应力分析

面板堆石坝面板裂缝问题一直是制约其发展的一个关键技术问题。相对于竣工期混凝土干缩和温度应力造成的早期细小裂缝而言,蓄水期坝体结构受力变形是造成面板裂缝的控制因素。根据蓄水期面板受力情况,将面板看作弹性地基(堆石体)上的梁,根据鲍幸涅斯克弹性理论求得堆石体对面板的法向抗力和切向抗力,由面板微元受力模型,应用材料力学推导出面板顺坡向应力和轴向挤压应力的表达式。算例表明,公式可以用于估算面板顺坡向最大应力和轴向最大挤压应力。最后分析了表达式中有关参数的变化对面板应力的影响。此研究对控制面板应力和变形、防止面板裂缝具有一定的参考价值。     

沂蒙抽水蓄能电站折线型混凝土面板坝数值模拟分析与应用

结合山东沂蒙项目折线型混凝土面板坝工程两套设计方案,开展三维静力有限元应力变形分析,模拟大坝施工期、蓄水期性状,探讨不同阶段设计方案下坝体与防渗体应力变形特征,分析面板与连接板布置形式对折线型面板坝应力变形的影响。数值分析表明,折线型面板的转角部位应力变形复杂,面板与周边缝受拉趋势与程度增加;调整转折段面板形态、合理设置连接板可有效改善面板折线处的变形与受力状态,减少应力突变现象。建议加强面板、连接板和止水结构抗拉性能的研究。     

福建金造桥混凝土面板堆石坝应力变形计算分析

本文采用非线性有限元分析方法,对福建金造桥水电站面板堆石坝的应力变形特性进行了分析研究。文中给出了坝体及面板在施工期和蓄水期的应力、位移分布。计算结果表明:坝体总体变形较小,岸坡约束作用不明显,面板大部分区域在蓄水期沿坝轴线方向和坝坡方向呈双向受压状态,岸坡部分的面板沿坝轴线方向受拉,面板顶部和底部沿坝坡方向受拉。本文提供的计算分析结果除可以为金造桥工程设计、施工提供依据外,对其它类似工程也具有一定的参考价值。     

土石坝应力路径数值分析

对糯扎渡心墙堆石坝进行有限元数值分析,研究了坝体内各点应力路径.结果表明,无论是填筑期,还是蓄水期,坝体内各点都为等应力比的应力路径.大主应力与小主应力之比基本保持恒定,但填筑期及蓄水期的比值大小不同.可为进一步研究适合于土石坝应力变形分析的本构模型提供参考.     

软岩料填筑面板堆石坝的流变和湿化效应研究

为了研究不同时期下软岩料流变及湿化效应对面板堆石坝的应力及变形影响。对比软岩料的流变和湿化模型,分析已有的软岩料流变、湿化效应的有限元实现方法。以某面板堆石坝为例,按大坝的不同时期和是否考虑流变、湿化效应制定了4种计算工况,分别进行大坝的三维有限元应力变形计算,通过对比分析4种工况的计算结果,系统总结了软岩料的流变、湿化效应对软岩料填筑面板坝在竣工期和蓄水期应力变形的影响规律。结果表明:无论是竣工期还是蓄水期,在考虑流变和湿化后,大坝横断面最大垂直位移、水平位移、大主应力均有显著的增加,但相对而言在蓄水期增加的更多。可见软岩料的流变和湿化效应对软岩料填筑面板坝应力变形有较大的影响,且在蓄水期影响更加明显。     

小浪底斜心墙堆石坝的有效应力分析

采用非线性有限元模型，对黄河小浪底斜心墙堆石坝的最终设计断面在施工和蓄水过程中的应力和变形状态进行了分析，主混凝土防渗墙采用梁单元模拟，并在砂砾石与混凝土防渗墙以及粘土与混凝土防渗墙间设置接触面单元。上游旋喷混凝土防渗墙采用普通实体单元进行模拟。结果表明，上游旋喷混凝土防渗墙中的应力不超过１１ＭＰａ，不会有强度问题，而对于主混凝土防渗墙，由于在施工期和蓄水淤积期均承受较大的应的力，因此该防渗墙的设     

糯扎渡高心墙堆石坝离心模拟试验研究

近年来，随着高土石坝建设的迅速发展，研究坝体在施工期和运行期的各种性状已成为土石坝研究领域中最为重要的课题。同时，离心模拟试验技术在高土石坝的研究中也有了更加广泛的应用。本文结合坝高261．50m的糯扎渡心墙堆石坝，利用小比尺离心模型进行了模拟试验，研究坝体在施工期和运行期的应力和变形性状，论证采用小比尺离心模型研究高坝变形和应力性状的可行性，同时提出了原型坝体在竣工期和蓄水期的应力变化和变形情况，为该坝的设计和施工提供了科学依据。     

基于子模型法的面板堆石坝三维应力变形分析

基于三维有限元非线性方法,考虑某高面板堆石坝面板分期施工浇筑的特点,建立精细模拟面板特性的子模型,用有厚度的接触面单元模拟坝体与面板的接触面,设置相应的连接单元模拟面板缝的相互作用,分析了该面板堆石坝在施工期和蓄水期坝体和面板的应力变形,并与类似坝高的面板堆石坝的计算或监测结果进行比较。结果表明:在施工期和蓄水期坝体的最大沉降值约为坝高的1%,位于次堆石区;面板应力以压应力为主,拉应力主要集中在面板与周边山体连接处;周边缝的最大错动剪切变形、最大张拉变形及最大沉降剪切变形均未超过30 mm。     

大角度折线型高面板堆石坝坝体和面板的应力与变形规律

为深入探索折线型高面板堆石坝的变形机理,针对某拟建水库大坝,采用有限元数值模型模拟了3个坝轴线布置方案的堆石体应力与应变、面板应力与变形及结构缝变形,分析了上述变化规律与坝轴线折角之间的非线性关系,初步探讨了大角度折线型面板堆石坝的坝体变形机理。结果表明,坝轴线转折点周边面板出现的拉应力会随着折角的增大而产生不同程度的增强;坝轴线转折处的地形条件及坝体对称性对坝体受力变形影响较大;结合地形地质条件,合理选择转折点和折角大小是折线型面板堆石坝设计的关键。     

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。