金佛山沥青混凝土心墙堆石坝地震反应三维有限元分析

针对金佛山沥青混凝土心墙堆石坝的特点,采用三维非线性动力有限元法进行了地震动力反应分析,重点研究了坝体在地震荷载作用下的加速度、动应力、地震永久变形的变化规律和分布。结果表明,加速度在坝顶附近达到最大值,存在明显的鞭梢效应;动应力在坝体分布较均匀;坝体永久变形不大。可见大坝整体抗震性能较好,满足给定地震作用下的抗震安全性要求。     

基于弹塑性有限元法的高土石坝钉结护面板加固抗震效果分析

针对目前高土石坝钉结护面板抗震加固设计主要采用工程类比法但却缺少相应的数值分析方法的问题,尝试利用弹塑性有限元方法对150 m级面板堆石坝钉结护面板抗震进行加固设计,分析了强震作用下面板堆石坝的加速度反应、坝顶区堆石体剪应变及大坝整体地震变形。结果表明,采用钉结护面板加固措施后,大坝加速度反应变化不明显,但坝顶区堆石体的剪应变和坝体高剪应变区范围均有所减小,加固范围内的坝体顺河向地震变形减少了约20%。     

强震区抽蓄电站沥青混凝土面板堆石坝抗震稳定性分析

我国西北强震区某拟建抽水蓄能电站上水库采用沥青混凝土面板堆石坝,最大坝高161 m。为分析该坝抗震稳定性,在大坝非线性静力分析基础上,采用改进的等效粘弹性模型和有限元动力时程法等理论,对大坝开展三维有限元地震反应和坝坡抗震稳定性计算。结果表明,大坝在100年1%超越概率的校核地震(地震加速度为0.48g)作用下,坝体及面板的动力反应分布规律合理。其中,坝体顺河向、坝轴向、竖向加速度极值分别为13.93、13.91、13.80 m/s²。考虑静动叠加后,在沥青混凝土面板反弧段的拉应变极值达0.95%,但小于改性沥青混凝土抗拉强度的一般允许值。因此,大坝即使遭遇0.48g的校核地震作用,亦能保持较好的整体安全性,不会出现重大抗震安全事故。     

地震作用下心墙堆石坝动力响应分析

以西部地区某心墙堆石坝工程为例,在对大坝进行三维非线性静力分析的基础上,采用非线性动力有限元 法对心墙堆石坝在地震作用下的响应做了数值分析研究,获得了坝体动应力、动位移、加速度等分布规律,并评 价了土石坝的抗震安全性,为工程设计提供了参考依据。     

基于子模型的高面板堆石坝周边缝变形分析

采用邓肯E-B模型模拟面板堆石坝体时考虑某高面板堆石坝面板分期施工与浇筑的特点,建立准确模拟面板特性的子模型,用接触面单元模拟坝体与面板的接触面及面板缝的相互作用,分析了该高面板堆石坝在稳定期、蓄水期和校核洪水期的面板周边缝变形规律,研究了周边缝随上游水位的变形规律,探究周边缝变形量和坝体整体变形规律,并与类似坝高的面板堆石坝结果进行比较。结果表明,该高面板堆石坝模型在不同时期的周边缝变形符合工程实际,在可接受范围内;靠近河床的面板的垂直缝基本上为受压缝,靠近两岸山体的面板垂直缝为张开缝;周边缝三向位移随上游水位的变化及顺坝轴向呈现一定的规律,与坝体沉降有一定的联系。     

基于规范标准设计反应谱的参数敏感性分析

抗震设计反应谱是土石坝动力计算分析的主要依据,其中反应谱参数的合理确定是工程抗震安全分析的重要环节之一。基于《水工建筑物抗震设计规范》设计反应谱,依托某心墙堆石坝,初步探讨了反应谱参数对坝体动力反应及地震永久变形的影响。结果表明,增加地震动峰值加速度、增大动力放大系数最大值、延长反应谱特征周期均会使坝体的加速度反应和永久变形在一定程度上增大,由此对反应谱参数的选择提出了一些合理化建议。     

紫坪铺“5.12”震害对面板堆石坝抗震措施的若干启示

结合面板堆石坝设计规范的修编工作,总结分析了"5.12"汶川地震中紫坪铺面板堆石坝的震害特征,获得了关于面板堆石坝抗震措施的若干启示,包括坝顶及其附近坝坡的防护、面板垂直缝的抗挤压措施和水平施工缝的抗震设计、面板堆石坝的地震变形控制及基于抗震计算和工程经验确定抗震措施的重要性等,对做好面板堆石坝抗震措施具有重要意义。     

近场地震作用下某高面板堆石坝抗震性能评估

大坝抗震性能评估能够综合分析坝体在不同地震动强度地震动作用下发生的震损情况及可能造成的震害风险,是近年来坝工领域抗震研究的热点之一.鉴于目前近场地震作用下坝体的抗震研究相对较少,讨论近远场地震动作用下某高面板堆石坝大坝的易损性和震害风险的差异.通过采用增量动力分析方法(IDA)得到坝体的易损性曲线,并根据坝址地震概率模...     

面板坝次堆石区力学特性对坝体变形协调的影响

以厦门抽水蓄能电站上水库面板堆石坝为研究对象,采用三维非线性有限元法和邓肯E-B模型,设计多组不同力学特性的主次堆石料组合,对比分析坝体变形及面板位移,探究蓄水期坝体各部位变形受堆石材料性能变化的影响程度。建议面板堆石坝主次堆石区变形协调的变形梯度极限指标为3%,同时以地震永久变形量作为抗震校核的指标。对于该工程,在现有填筑料的基础上,适当提高次堆石料力学性能,坝体坝轴线下游侧水平及垂直位移均显著降低,位移的极值部位向坝轴线靠近,高程略有上升;次堆石料的变形模量对面板的挠度影响不大。     

土石坝料的动力特性与坝体敏感性分析

在对国内多座土石坝坝料的动力试验结果分析与整理的基础上,给出了堆石料、心墙料、坝基砂及反滤料的动剪切模量比和阻尼比与动剪应变关系的均值曲线和上下2倍均方差曲线,并以200m典型心墙堆石坝为例,采用二维有限元法分析了坝体地震动力反应的敏感性.计算结果表明,坝料模量衰减曲线取上2倍均方差、阻尼比增长曲线取下2倍均方差时坝体的地震动力反应最大,为土石坝抗震的控制方案.     

沙牌拱坝整体抗震安全性评价

以沙牌拱坝为例,将坝体及两岸潜在滑动块体在内的近域地基作为一个体系,考虑坝—基—库水动力相互 作用、坝体混凝土破坏、无限地基辐射阻尼、坝体横缝与坝肩可能滑动岩块结构面的动态接触非线性效应及坝基 裂隙岩体的非线性等因素的影响,研究了沙牌拱坝在不同概率水平地震作用下的地震响应与破坏形态,提出以坝 体控制性位移时程曲线的突变并无限增长、坝基交界面出现贯通性破坏区及有限元计算发散作为拱坝整体失稳的 判据,评价了高拱坝的整体抗震安全性,获得了一些有益的结论,可供借鉴。     

鲁皂水库重力坝地震动力响应分析

为分析软弱地基上溢流坝的抗震安全性能,以贵州省兴仁县鲁皂水库重力坝为例,基于流固耦合理论,考虑地震作用下库水和大坝之间的相互作用,建立了溢流坝段有限元模型,采用时程法进行地震动力分析,获得了坝体动应力、动位移和加速度的分布规律,并将水工建筑物抗震规范中的振型分解反应谱法与时程法的计算结果进行对比。结果表明,该工程具有良好的抗震安全性能。     

复杂层状坝基重力坝抗震安全评价

为研究复杂层状坝基的混凝土重力坝非溢流坝段的抗震性能,采用ADINA程序建立非线性有限元分析模型,以接触单元模拟缓倾角的软弱结构面,以concrete本构模型模拟混凝土材料在地震中的开裂、压碎动态特性,以Mohr-Coulomb本构模型模拟地基岩体材料在地震中的塑性屈服特性,分析了坝体位移、应力、接触面状态及极限抗震能力,研究了非溢流坝段在不同概率等级地震作用下的地震响应与破坏模式,并对复杂层状坝基重力坝的安全性能进行整体评价。结果表明,复杂层状地基结构的重力坝在地震中层间接触面能够产生一定滑移,但对坝体的应力和极限抗震能力影响不大。     

混凝土面板堆石坝高趾墙动力性态计算研究

采用三维非线性动力有限元方法，对甘肃海甸峡水电站的面板堆石坝和高趾墙的动力反应特性进行计算研究．详细分析了高趾墙的动力应力变形规律，论证了该设计方案高趾墙布置的合理性。     

某混凝土重力坝极限抗震安全评价

针对某重力坝典型非溢流坝段抗震问题,运用ADINA软件建立了反映坝体混凝土与地基岩体材料非线性的重力坝抗震分析模型,采用地震动超载的方法对重力坝的极限抗震能力进行了分析,并探讨了分别以坝体混凝土开裂区贯穿和地基塑性区贯通作为大坝和地基动力稳定判别标准的抗震安全评价方法。结果表明,该重力坝典型坝段能承受峰值加速度约为0.826g的地震。     

材料参数对重力坝动力响应的影响

鉴于动力响应分析是重力坝抗震设计中的关键环节,地震过程中各类影响因素的耦合机制十分复杂,以金安桥重力坝某非溢流坝段为工程依托,围绕材料密度、弹模对重力坝动力响应的影响展开研究,分析参数与重力坝动力响应变化规律间的关系。结果表明,材料密度、弹模对结构自振特性及加速度响应的影响显著,其中密度与自振频率和加速度响应呈负相关,弹模则与之呈正相关,且不同材料参数间存在不可忽视的相互影响;重力坝位移响应受自振特性中震动周期的影响最大,且结构动力响应分布规律与自身形式相关,受材料密度、弹模变化的影响较小,因此可认为降低材料密度、提升材料弹模是控制重力坝动力变形的有效手段,为抗震设计材料的比选提供了理论依据。     

库水位变化对砼拱坝动力响应特征的影响

从动力平衡方程出发,在定性分析库水位变化对混凝土坝坝体动力响应特征影响的基础上,采用解耦分析方法,并引入一种接缝薄层单元来模拟横缝的非线性力学行为,计算不同库水位工况混凝土拱坝在典型地震作用下的动力响应,分析库水位变化对坝体动力响应特征的影响。结合小湾水电站实例,同时考虑横缝非线性行为和动水压力作用,计算分析了横缝缝面法向正应力拉压分布在不同库水位下的变化情况、横缝上游面在地震波作用下开度的变化规律,以及该拱坝在不同库水位作用下的频率变化,分析结果对拱坝的正常运行具有一定的指导意义。