河谷地形对面板堆石坝应力位移影响的分析

本文分别采用沈珠江双屈服面弹塑性模型和清华弹塑性损伤模型描述堆石料和土与结构接触面,采用三维有限元分析方法计算了不同河谷宽高比时大坝的应力和位移。结果表明河谷地形对于大坝应力和位移特性有显著影响。河谷宽高比减小后,坝基对坝体的约束作用加强,导致：（1）坝体的变形减小;（2）面板的挠度随之减小;（3）面板顺坡向应力出现了拉应力从而增大了面板出现拉裂缝的可能性;（4）面板顺坝轴向拉应力减小,顺坝轴向压应力则出现先减小后增大的趋势;（5）面板周边缝张开量明显减小。     

河谷地形对面板坝防渗体系安全性的影响

通过对实际工程案例的分析,河谷地形对面板防渗体系的影响主要在两个方面,基坑开挖形状和坝肩岸坡地形.本文通过引入摩擦接触来模拟堆石体与坝肩之间的接触关系,分析了不同岸坡坡度下堆石体的变形特性和岸坡发生转折的地形条件下堆石体的滑移性状,解释了面板在岸坡转折处发生破坏的原因.     

坝踵区岩体非均质性对重力坝坝踵应力的影响

混凝土坝的坝踵部位属高应力梯度区,是混凝土坝应力分析的关键部位。本文通过精细网格模拟研究了重力坝坝踵应力情况,就均质坝基和非均质坝基弹模变化对坝踵主拉应力的影响,得出了如下结论：①均质坝基弹模与非均质坝基敏感区域的变异单元弹模变化相同的幅度,非均质情况引起的坝踵应力的变化远大于均质情况。在用精细网格对坝踵进行模拟时,应同时考虑到该网格水平材料的非均质性,否则,精细网格计算也可能是徒劳的。②在非均质坝基情况下,坝踵最大主拉应力对坝踵相邻岩体（〈1米）弹模变化极为敏感,稍远处局部岩体弹模的变化则影响很小。     

张河湾水电站上水库沥青混凝土面板坝应力变形分析

张河湾抽水蓄能电站上水库为沥青混凝土面板堆石坝,本文采用邓肯E．B模型模拟堆石坝体,采用考虑流变的粘弹性模型模拟沥青混凝土面板,并考虑温度对模量的影响,进行有限元变形及应力计算分析。结果表明,由于坝高很小,而且库水压力通过坝轴线上游堆石传递至基岩,堆石体的变形较小。面板在转折部位出现拉应变,但仍在安全范围内,与瞬时变形相比,与时间相关的流变很小,可以忽略。     

在面板周围应用接触单元研究非岩基趾板对面板应力变形的影响

本文以山东泰安抽水蓄能电站上池的混凝土面板堆石坝作为研究实体,在面板与趾板之间,面板与面板之间,面板与垫层之间,河床部位的趾板与垫层之间,趾板与趾板之间采用接触单元,对堆石坝进行三维非线性有限元计算,研究分析河床坝段趾板建在堆石体上对面板应力,变形以及周边缝位移的影响,计算结果表明,这些应力和位移是趾板建在岩基上的一般面板堆石坝有不同的变化规律,但尚未超出一些已建工程相应的实测值。     

三板溪混凝土面板堆石坝变形及应力分析

本文采用清华非线性K-G模型进行大坝三维非线性有限元变形和应力分析。三板溪工程的坝料岩性较好,坝体变形较小。坝体蓄水期最大计算沉降为82cm左右,约为坝高的0.44%,坝体最大水平位移约24cm,面板的挠曲率约0.07%。坝址河谷狭窄,坝肩对坝体变形的拱作用明显,面板水平位移约相当于沉降的15%。周边缝和垂直缝的三向变形约为20mm,在止水结构可承受范围内。由于后期分期施工在上游坝坡顶部所产生的垫层料的法向变形在10~20cm之间,在分期浇筑面板时应该引起重视。     

混凝土面板堆石坝施工度汛断面坝坡稳定性研究

本文应用非线性有限单元法对堆石坝在施工期洪水作用下坝体渗流场进行模拟的基础上,对坝坡的稳定性进行了研究,并结合工程实例验证了本文方法适用性及有效性,为混凝土面板堆石坝施工期临时渡汛坝体的坝坡稳定安全问题的研究提供了一种行之有效的分析方法。     

变形法计算混凝土应力的改进

为充分利用监测值,基于有限元分析改进了变形法计算混凝土应力,并推导了新的公式。改进后变形法精度更高,对监测值更加敏感。为考证新方法的正确性,以有限元计算的应变作为监测值,通过两种方法转换得其应力与计算的应力比较,说明其优越性,并找出影响变形法精度的关键因素。研究结果表明基准时间的确定对精度影响最大,转换步长的影响其次。最后将其应用于小湾工程取得了良好效果,可供其他工程参考。     

考虑接触摩擦特性的混凝土面板温度应力仿真分析

本文考虑面板与垫层之间的接触摩擦特性,应用笔者此前建立的温度场与温度应力的接触摩擦单元计算模型,进行了混凝土面板温度场与温度应力的仿真分析,获得了施工期及运行期面板温度场与温度应力的变化及分布规律。通过与面板温度实测结果的对比,证明所获得的面板温度的变化规律是基本符合实际的,也进一步证明上述接触摩擦单元计算模型是合理的。     

双江口心墙堆石坝坝体变形和应力对材料的参数敏感性分析

采用三维静力有限元法,基于邓肯-张E-B非线性弹性模型,模拟计算了双江口高心墙堆石坝的应力与变位.研究了基准参数,高强参数,低强参数,心墙拱效应分析参数与不均匀沉降分析参数对坝体变位与应力的影响.研究结果表明各种参数下坝体变形规律与主应力分布规律一致,但是坝体变形与应力的量值随着不同强度的参数而有差异.坝体沉降在高强参数下取得最小值,比基准参数下的值减小0.147m(约6.34%);在低强参数下取得最大值,比基准参数下的值增大0.2m(约8.62%).在不同参数计算的结果中,上游堆行区特征点大主应力极大极小值相差0.011MPa,下游堆石区特征点大主应力极大极小值相差0.308MPa,心墙特征点大主应力极大极小值相差1.261MPa,说明心墙应力对于材料参数的敏感性明显高于上下游堆石区应力.     

水布垭面板堆石坝变形反馈分析

根据水布垭面板坝实测变形,在试验参数基础上采用神经网络和遗传算法反馈得到堆石料的清华K-G模型参数,对大坝蓄水后的变形和应力进行分析.预测认为,正常高蓄水位下坝体最大沉降约为坝高的1%,面板最大法向位移约为457mm,应力状态表现为河谷部位受压,周边坝肩部位受拉,接缝体系的变形都在止水承受能力以内.     

堆石坝面板收缩性贯穿裂缝的理论分析及防裂措施

堆石坝面板的裂缝主要源于因温降和干缩引起的收缩。当面板的收缩变形受到约束后会产生拉应力而导致裂缝。本文推导了面板收缩后受堆石体及侧面先浇块约束时沿断面拉应力分布的解析解,求出最大拉应力断面位置及应力值与底面及侧面约束的关系。数值结果表明,面板与堆石体之间的凝聚力及先浇块的侧面约束是引起裂缝的重要因素。根据本文的理论分析提出了无贯穿性收缩裂缝的设计准则及相应的工程措施。     

超载过程中高拱坝坝肩推力角的研究

本文采用基于D-P准则的理想弹塑性三维有限元分析以及一种高精度的基于体积积分的拱端推力确定方法,结合国内一个典型的300米级高拱坝三维弹塑性有限元整体分析成果,研究分析了超载过程中拱端推力的非线性重分布规律,以确定拱坝-坝肩非线性相互作用。研究结果表明:高拱坝超载过程中各高程段的推力角均有所增加,这反映了拱坝具有较高超载能力的内在机制,也说明基于刚体极限平衡法的拱坝坝肩稳定分析成果偏于安全。     

基于幂函数流变模型的高混凝土面板坝流变分析

采用高围压下的幂函数流变本构模型进行堆石体应力变形计算,推导该本构模型在三维有限元分析中的具体算法和实现步骤,对水布垭面板堆石坝进行了考虑堆石流变性的应力应变分析。结果表明,考虑堆石流变后的坝体沉降有明显的增加,对面板的应力变形状态有较大影响。因此,对于分期浇筑面板、分期蓄水的水布垭高面板堆石坝,选用合适的流变模型正确模拟堆石体的变形特性,以便采用合适的施工程序减小面板应力变形具有重要意义。     

高拱坝真实工作性态仿真的理论与方法

高拱坝的安全是坝工界非常关注的问题,其中的核心问题之一就是大坝在当前荷载工况下的真实工作性态。本文从高拱坝真实荷载、分析方法与技术、参数与准则等3个方面就近几年来取得的有关高拱坝真实工作性态仿真的理论与方法的成果进行系统的阐述,建立起高拱坝真实工作性态仿真研究的整体概念,服务于高拱坝的设计与施工。     

预应力施工阶段混凝土压力管道受力性能研究

本文基于环形预应力作用机理和弹性双层圆筒计算模型 ,推导出压力管道在预应力作用下的应力和径向变形解析计算公式 ,与模型试验和三维有限元仿真计算结果进行了对比分析 ,表明所提出的理论计算公式可用于混凝土压力管道在预应力施工阶段的应力和变形控制设计。     

横缝引起的非整体性对小湾拱坝温度应力的影响研究

通过12种工况的有限元计算，本文对小湾拱坝按整体结构和非整体结构分别考虑时，在不同的温度变幅下坝体的应力分布情况进行了对比。通过对比可以看出，在目前的温度变幅下，小湾拱坝分别按整体结构或非整体结构计算的结果相差不大。但是，当温度变幅达到目前变幅的三倍时，按整体或非整体结构分别计算所得到的坝体最大拉应力将出现一定的不同。     

高拱坝整体稳定地质力学模型综合法试验与数值分析

大岗山拱坝地质构造复杂,影响拱坝整体稳定的岩脉、断层、节理裂隙众多,针对工程地质特点,采用整体地质力学模型综合法试验与三维非线性有限元相结合的方法进行研究,对坝址区地形、地质条件,包括岩体、岩脉、断层、节理裂隙等主要地质缺陷的特征进行物理和数学模拟,分析坝体及基础变形特征,探讨坝肩、坝基失稳的破坏过程和破坏形态,得出拱坝及坝基综合稳定安全度为5.0 ～5.6(试验值)、5.6 ～6.0(计算值),以此评价工程的安全性,提出加固处理建议.     

高压隧洞衬砌设计配筋研究

引水式电站高压引水隧洞钢筋混凝土衬砌占整个电站投资比重较大,科学合理的钢筋混凝土衬砌设计对减少工程投资和缩短工期十分有利。本文针对四川金康水电站引水系统较软围岩中高压隧洞钢筋混凝土衬砌的配筋问题进行研究,采用开裂设计原则,有效地减少配筋量,同时又能保证工程安全,提高工程的综合效益。