主、次堆石区分界对面板坝应力变形影响研究

为了更好地研究面板堆石坝主、次堆石区分界线位置对坝体、面板的应力及位移的影响,结合水布垭面板堆石坝的设计资料,通过拟定主、次堆石区分界线分别位于坝轴线上游、下游及坝轴线3种方案,在竣工期(坝体施工完毕)和蓄水期(水库蓄水到正常水位)不同工况条件下,利用ANSYS的二次开发功能进行三维非线性应力应变分析计算,得到了3种方案的坝体应力、面板应力、坝体位移、面板位移及面板垂直缝、周边缝三向位移成果,通过对3种方案的计算成果进行比较分析,确定了主、次堆石区分界线位于坝轴线下游较为合理。     

坝体材料分区对高面板堆石坝应力变形的影响

300 m级高面板堆石坝合理的坝体材料分区是坝体变形控制的主要措施之一。以某300 m级高面板堆石坝为例,考虑坝体填筑分期和坝体材料分区形式,建立有限元模型,采用数值分析方法研究了300 m级高面板堆石坝坝体不同材料分区对坝体应力变形的影响。通过拟定坝体不同的材料分区方案,比较了各方案下坝体的应力变形情况,结果表明:设置顶部增模区,缩小次堆石区范围,即主次堆石区分界线以一定坡比倾向下游的坝体材料分区设计对坝体变形控制有利。     

结构分区对高面板堆石坝变形特性的影响

中国面板堆石坝的实践经验认为,主次堆石分界线位置倾向下游,有利于高面板堆石坝的变形控制。美国的Palmi提出了主次堆石分界线的位置倾向上游,并适当降低次堆石区的顶部高程,次堆石区顶部位置向下游方向移动的分区理念。为此通过有限元仿真计算,对比两种分区形式对高面板堆石坝应力变形性状的影响。结果表明,这种新型分区理念有利于减小面板的脱空和结构应力,在理论上是是可行的,值得在实践中推广。     

水布垭面板坝坝体分区优化设计与龙潭料利用研究

应用三维有限元,通过参数敏感性分析,主次堆石分区优化和龙潭料布置方案比较,以可研阶段拟定的坝体材料分区为基本方案,分析计算利用龙潭料后坝体应力、位移、面板应力、变形及接缝位移等.结果表明,水布垭龙潭料是可以利用的,坝体分区优化的经济效益明显.     

水布垭布板坝坝体分区优化设计与龙潭料利用研究

应用三维有限元，通过参数敏感性分析，主次堆石分区优化和龙潭料布置方案比较，以可研阶段拟定的坝体材料分区为基本方案，分析计算利用龙潭料后坝体应力、位移、面板应力、为形有接缝位移等。结果表明，水布垭龙潭料是可以利用的，坝体分区优化的经济效益明显。     

软岩填筑高面板堆石坝分区及材料设计

通过分析软岩不同利用方案及分区形式对高面板堆石坝力学性状的影响,获取了坝体应力和变形的变化规律。高面板堆石坝下游次堆石区中软岩含量及堆石区几何特征、主堆石体分区形式均影响面板堆石坝的力学性状。提高坝体下游堆石区的强度及刚度,可以提高各堆石区之间的协调变形能力、降低面板变形及应力。提高位于坝轴线处的堆石体承载力,可以有效降低坝体变形及面板应力。为控制高面板堆石坝的坝体变形及应力,坝轴线处坝体下部堆石区宜填筑承载力高的堆石体,下游堆石区中软岩比例不宜超过30%。     

水布垭高面板堆石坝堆石体压实密度的研究

 水布垭砼面板堆石坝，坝高233m，系当今世界同类坝型中最高的坝。面板堆石坝的设计以坝体和面板所产生的变形量为控制条件；堆石体高密实度和低孔隙率是减小坝体和面板变形的关键。通过水布垭面板堆石坝的现场填筑碾压试验，获得了合适的施工碾压参数，从而确保堆石体的高密实度。     

水布垭混凝土面板堆石坝设计

在水布垭混凝土面板堆石坝的设计中，针对筑坝材料的特性和堆石体的变形特征，进行了坝体结构及坝体材料分区的设计。对面板应力应变分析，采用Ｅ－Ｂ模型进行三维非线性有限元计算，计算成果表明：就坝体变形而言竣工期和蓄水期的水平位移与垂直沉降值，比照已建工程均在劲旅范围内；面板位移与应力分析的结果亦与已建工程的面板应务分布规律一致。     

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。     

某混凝土面板堆石坝三维有限元应力变形分析

混凝土面板堆石坝最重要的组成部分是堆石体,堆石体的应力变形程度是影响工程稳定和安全的关键。对某水库面板堆石坝采用大型计算软件ADINA进行三维非线性有限元分析,模拟计算了竣工期坝体的3个典型断面的应力变形情况。结果表明,坝体的应力、位移分布规律较好,变形值都在允许范围内;断层只对坝基的应力分布形态有影响,对坝体的应力、变形影响较小。     

复杂覆盖层上面板堆石坝应力变形分析

大坝覆盖层复杂的面板堆石坝在填筑期或运行期会出现拉裂、挤压、渗漏等破坏,为研究面板堆石坝的受力变形特征,采用数值模拟的方法,模拟了面板堆石坝竣工期和满蓄期两个时期的坝体应力变形特性,表明在主次堆石交界处范围内的应力数值较高,此处必须采取合理施工措施,提高坝体强度。满蓄期面板拉应力较大,为避免受拉出现裂缝,要在坝体两侧受拉显著范围内加大配筋密度。     

水布垭面板堆石坝的应力变形分析

在现场实际的开挖地形和填筑方式条件下,对水布垭面板堆石坝工程进行了施工模拟和水库初期蓄水仿真计算分析,并和实测结果进行对比.结果表明:在复杂加载路径下,水布垭面板堆石坝体和混凝土面板应力变形性状符合一般规律;模拟加载过程越真实,计算结果与实测结果越接近;堆石体的应力变形与应力历史(或应力路径)有关,在计算中,应尽可能真实地模拟实际加载路径;蓄水前后水布垭整个坝体工程都处于安全稳定状态.     

基于参数反演法面板堆石坝蓄水初期应力应变分析

根据水布垭面板堆石坝坝体几何参数和周围山体地形地质资料,建立面板堆石坝三维数值计算模型;根据工程类比方法初步确定堆石体、面板及挤压边墙粘弹塑性参数的取值范围,通过均匀设计方法对坝体材料粘弹塑性参数的可能取值范围进行方案设计,以集成神经网络和遗传算法的智能优化方法为手段,对面板堆石坝在蓄水初期应力应变进行分析计算,为面板堆石坝蓄水初期运行的稳定性与安全性作出合理的评价。     

水布垭水电站面板堆石坝应力变形分析

水布垭水电站面板堆石坝是当前世界上最高的混凝土面板坝,在设计和施工等方面尚缺乏经验,为此在“九五”攻关中,对其中的关键技术问题进行了科学研究。在计算分析方面,采用不同的计算模型对200m级面板坝施工,蓄水全过程进行了仿真计算,研究其应力变形规律;研究探索了特殊边界,堆石体流变特性等问题,并提出了改善面板坝应力,变形的工程措施。在高面板坝三维有限元计算中引入了堆石体流变特性,初步探讨了堆石体流变对高混凝土面板坝应力变形的影响;提出了耦合薄层单元和三维非线性摩擦接触单元,对非线性K－G模型进行了改进,采用多种模型对水布垭工程面板坝进行了二维,三维仿真计算,从技术上论证了该方案的可行性。     

某水库混凝土面板堆石坝应力变形分析研究

采用邓肯-张E-B非线性弹性模型,利用数值计算方法,对某堆石坝在施工和蓄水期的应力、变形进行了计算分析,得出了堆石体和面板的最大变形值及其发生位置。结果表明:蓄水对混凝土面板堆石坝的水平位移影响较小;坝体在竣工期和正常蓄水期两种工况下面板的最大挠度均发生在上游坝坡和堆石压重体的交界处,应力总体较小,大坝稳定性良好。     

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。     

金佛山混凝土面板堆石坝应力变形二维有限元分析

针对重庆市金佛山混凝土面板堆石坝初步设计方案,通过静力平面应力变形分析计算,分析了坝体在竣工期、蓄水期的应力变形分布规律,重点研究了主堆石孔隙率、次堆石材料对面板和趾板的应力变形、周边缝变位等的影响,为选取主堆石孔隙率、次堆石区筑坝材料提供依据。计算结果表明,主堆石孔隙率采用20.1%和19.1%均可行,次堆石筑坝材料采用弱风化带粉砂岩∶页岩=7∶3和弱风化带粉砂岩∶页岩=5∶5均是可行的。但是相对于其他方案,采用主堆石孔隙率为20.1%,次堆石筑坝材料为弱风化带粉砂岩∶页岩=7∶3的方案,坝体、面板、趾板的应力变形较小。     

复杂地形对面板坝面板应力和变形的影响分析

某混凝土面板堆石坝坝高144m．河谷地形复杂。采用三维非线性有限元法,建立了坝体和坝基的三维有限元模型．模拟了大坝填筑施工过程和水库蓄水过程．分析了运行期面板的应力变形及周边缝的变位特性,研究了复杂地形条件对该坝面板应力和变形的影响。计算表明：该混凝土面板堆石坝的面板应力受地形的影响较大,与坝体断面几何形态密切相关。左岸次堆石区变形大．面板应力较大,而右岸岩体的支撑作用显著,面板应力较小。右岸陡坡处及左右岸变坡处周边缝的变形较大。     

天池面板堆石坝三维变形应力计算分析

采用Duncan-Chang E-B模型模拟堆石体,接触面单元模拟面板与垫层之间的接触,面板竖缝和周边缝用分离缝模拟,对天池面板堆石坝进行了三维有限元变形应力分析,得到了堆石体、面板的位移应力及分布规律,分析了面板竖缝和周边缝的变形。计算结果表明:坝体的位移、应力均在合理范围内,面板缝和周边缝变形满足静力要求。     

水布垭高砼面板堆石坝非线性和弹塑性分析

 主要介绍采用二维非线性和三维弹塑性有限元法对水布垭高砼面板堆石坝进行应力变形分析研究的成果。研究成果论证了设计方案的合理性和可行性。弹塑性模型由于能反映材料在高压应力条件下的剪缩特性，因而其成果更合理些。