会人溪砌石拱坝局部加固研究

会人溪浆砌石拱坝坝底厚度远小于现行规范及同类工程要求,致使最大拉应力超标,结构安全评定不满足要求,需进行加固处理。为此,基于ANSYS有限元软件编制有限元等效应力计算程序,计算原坝体应力结果,提出了培厚加固、肋墩加固等4种局部加固方案。通过加固后坝体应力分布情况,找到了最优加固方案和加固实施条件。研究表明,在坝体下游侧采用培厚加固、肋墩加固等局部加固方案可显著降低加固区应力,但在初始加固条件下(加固前上游水位139 m),各方案均无法满足拉应力控制标准;坝体上游侧加固区顶部易出现拉应力集中,最大拉应力与加固体型及加固前上游水位相关;对加固前上游水位进行敏感性分析,发现低水位有利于降低坝踵处拉应力,但易导致加固区顶部附近拉应力偏大;在方案2条件下,控制加固前上游水位介于130～134 m时可满足拉应力控制标准,为推荐方案。     

等效应力法在天花板双曲拱坝应力分析中的应用

针对天花板碾压混凝土拱坝应力集中问题,基于拱坝设计规范,对计算结果进行等效应力处理,研究了拱坝等效应力计算方法、编制了相关计算程序,根据天花板双曲拱坝的构造和受力特点构建了三维有限元数值仿真模型,并采用ADINA软件进行应力计算。结果表明,较好解决了天花板拱坝局部应力集中问题,为工程设计提供了参考依据。     

布西拱坝有限元等效应力计算研究

利用Ansys有限元计算软件对拱坝结构进行了应力计算分析,并对坝体近基础部位进行了等效应力计算研究,阐明了拱坝等效应力计算研究的基本方法和对工程的意义,为以后的拱坝结构计算研究具有一定参考价值。     

拱坝有限元三次等效应力计算方法与控制标准

针对现行拱坝规范中的有限元等效应力法假设应力沿径向线性分布,与拱坝实际应力分布不符的问题,基于最小二乘法采用三次多项式拟合拱坝主要应力分量,提出了拱坝三次等效应力计算方法。对小湾拱坝进行的网格敏感性分析表明,随着计算网格的加密,三次等效应力可收敛到稳定解,据此给出计算拱坝三次等效应力的有限元模型单元剖分方案;对比分析了4座已建拱坝的三次等效应力与线性等效应力后,提出了拱坝三次等效应力控制标准。     

有限元等效应力在拱坝体型优化设计中的应用

基于有限元计算软件ANSYS,结合工程实例,利用参数化设计语言APDL将拱坝等效应力应用于应力约束,进行拱坝体型优化设计.实例计算分析表明,该方法合理、有效.     

有限元等效应力在拱坝体型优化设计中的应用

基于有限元计算软件ANSYS,结合工程实例,利用参数化设计语言APDL将拱坝等效应力应用于应力约束,进行拱坝体型优化设计。实例计算分析表明,该方法合理、有效。     

高拱坝施工期温度应力仿真计算

针对温度变化对结构的应力状态具有重要影响,在拱坝施工期温度应力仿真计算中,采用有限元法的初应变法分析温度徐变应力,并推导出了考虑温度徐变应力的非线性有限元公式.以某高拱坝为例进行计算,结果表明该方法正确、有效,可供类似工程参考.     

混凝土拱坝应力分析的有限元方法探讨

采用有限元法计算拱坝应力时,在拱坝近基础部位存在明显的应力集中,这对计算结果的评价带来了困难。为明确应力集中部位的真实应力水平,以大型分析软件ANSYS为平台,建立了拱坝三维有限元模型。针对同一模型,在相同荷载作用下,分别采用混凝土单轴强度准则(线性有限元法)和混凝土多参数强度准则(非线性有限元法)进行计算,并分析了非线性有限元法计算中参数ft值的敏感性。结果表明,两种方法所得的拱坝应力分布规律基本一致,而非线性有限元法可描述坝体在应力水平较大部位是否开裂。     

施工过程对小湾高拱坝运行期应力状态的影响

采用三维有限元方法对小湾高拱坝多种工况下的坝体应力变形进行了仿真计算,计算中考虑了封拱灌浆过程及水库分期蓄水过程对坝体应力的影响。计算结果表明,施工过程对坝体运行期应力有显著影响,给出了仿真计算荷载步数目,为类似工程的拱坝应力分析提供了参考依据。     

毛坦砌石拱坝应力和变形分析

根据黄山市毛坦水电站工程实际情况,采用有限元法和ANSYS软件建立了该砌石拱坝的三维有限元分析模型,研究了砌石拱坝温度场的模拟方法,并根据规范计算分析了坝体在多种荷载组合下应力和变形特性.计算结果表明,坝体应力和变形符合有限元法计算的一般规律,其强度满足要求.     

溪洛渡拱坝应力应变计算及施工期应力统计模型

针对溪洛渡拱坝埋设的差阻式应变计组的组合特点,推导了应变计组不同埋设方式的单轴应变计算公式,采用变形法将单轴应变转换为单轴应力,并计算出主应力,由此建立应力统计模型,时效分量采用3个指数函数累加来表示。实例应用结果表明,该统计模型拟合精度较高,可用于解决溪洛渡拱坝应力应变资料的预处理问题。     

白鹤滩特高拱坝地震响应等效应力分析

为分析强地震区白鹤滩特高拱坝地震响应下的等效应力,基于大型有限元分析软件ABAQUS,建立了白鹤滩特高拱坝三维有限元模型,模拟地震荷载作用下特高拱坝的动力响应,并利用材料力学方法求解相应等效应力。结果表明,等效应力法可有效降低模拟中坝体的应力集中现象,适量减少横缝可降低坝踵处的拉应力和坝址处的压应力,以提高拱坝稳定性。     

小湾拱坝蓄水期坝踵应力应变性态分析及预测

为了解小湾拱坝蓄水期坝踵应力应变的工作性态及变化趋势,采用变形法对小湾拱坝各处应变计组进行了应力计算,由此获得拱坝的工作性态正常,满足安全要求。采用多元回归方法对河床#22坝段监测资料建立预测分析模型,并对资料序列最后五天的应力值进行预测,从预测结果可知所建立的模型预测精度较高。当水库蓄水至1 240 m时,预测的坝踵垂直向正应力在混凝土标号允许抗拉和抗压强度范围内,符合设计要求,从而表明大坝应力应变工作性态正常。     

基于三维有限元法的碾压砼拱坝应力仿真计算研究

为防止大坝因局部拉应力过大而产生坝体拉裂现象,基于拱坝温度场和温度徐变应力场基本原理,以江西省萍乡市山口岩水利枢纽工程拦河坝为例,利用三维有限元法对拱坝施工期与运行期的温度场和应力场进行了仿真计算。结果表明,拱坝的施工与设计中未采取温控措施、不设置分缝,坝体拉应力过大,超出了碾压砼的抗拉强度,对大坝防裂稳定不利;对拱坝合理地设置横缝和诱导缝,采取温控措施,坝体高拉应力区的应力可得到有效改善,应力得到了释放,最大拉应力小于碾压砼的抗拉强度,有利于大坝防裂,为坝体稳定提供了保障。     

格八拱坝加固工程施工期库水位计算分析

针对格八拱坝加固工程采用后帮整体式大坝加高加厚方法,基于新老坝体结合特点,采用三维有限元法分别计算了正常蓄水位加固、死水位加固两种施工方案,分析了新老坝体应力变形状况及结合面状态,并比较了两种方案的优劣.结果表明,死水位加固方案改善了老坝应力状况,新坝坝体应力满足规范要求,且新老坝体结合面上的法向拉应力分布区域和应力值均较小,新老坝体的整体工作性态较好.因此,在格八水库加固工程施工期间,应尽量使水库保持低水位.     

拱坝拉应力控制指标的探讨

以溪洛渡双曲拱坝为研究对象,研究其在水压和自重荷载组合下拉应力控制指标。并针对目前拱坝设计规范中拉应力控制指标的局限性,提出了一种思路:通过调整拱坝不同荷载组合中的可变荷载,求解满足开裂控制范围要求的最大值,用此荷载求解弹性状态下的有限元等效应力,对已建和在建拱坝进行一系列分析后可得到不同拱坝的有限元等效应力容许值,对其进行统计分析从而建立具有普遍意义的拱坝不同荷载组合下的拉应力控制标准。     

周边缝对U形河谷拱坝应力位移的影响

针对宽底的U形河谷拱坝坝踵常出现过大拉应力的问题,以某U形河谷拱坝为例,利用ANSYS三维有限元分析软件,通过设立5组不同的计算组合,分析研究了材料非线性、设置不同范围的周边缝对拱坝位移场、应力场及坝体可能存在开裂区的影响。结果表明,设缝后拱冠梁表现出顺河向的平移和倒向上游的转动两种刚体位移趋势,拱冠梁截面上游面的梁向拉应力减小甚至出现压应力,下游压应力也有所减小,周边缝设缝范围的改变对拱坝的应力及坝体可能存在的开裂状况影响不大。     

高拱坝表孔闸墩侧面拉应力影响因素分析

高拱坝泄洪能力大,泄洪表孔尺寸大,结构复杂,荷载作用下闸墩内侧面往往会出现很大的拉应力。为此,采用ANSYS有限元方法计算研究温度荷载、弧门推力、坝体上游静水压力等因素对高拱坝泄洪表孔闸墩侧面拉应力的影响,通过改变闸墩厚度及在坝体上游与闸墩外侧交接处增设局部放大体来研究其对闸墩侧面拉应力的影响。结果表明,温度荷载及弧门推力对闸墩侧面拉应力影响不大,坝体上游面静水压力引起拱坝由两岸向坝顶泄水表孔变形是引起闸墩内侧面拉应力大的主要原因;增加闸墩厚度和增设局部放大体两种方法均可有效减小闸墩内侧面的拉应力,且后者混凝土用量少,节约材料。     

消除混凝土坝应力网格效应的三次等效应力法

针对混凝土坝有限元等效应力在角缘部位的失真问题,基于挡水结构的弹性力学解,提出一种改进三次等效应力法,即选取三次多项式模拟混凝土坝水平截面的正应力分布,确定多项式的待定系数,得到三次等效应力分布形式。以混凝土重力坝和拱坝为例,分别以线弹性有限元法、线性等效应力法、改进的三次等效应力法计算混凝土坝建基面的法向正应力和主应力,结果表明改进的三次等效应力法计算结果不仅有效减小了对计算网格的依赖性,且与线弹性有限元计算结果相当接近。结果可为混凝土坝的安全性评价提供参考。     

土石坝加宽培厚对坝体位移与心墙应力变化的影响

为考察西南地区某土石坝加宽培厚后坝体的真实工作性态和安全状况,采用三维有限元方法分析了土石坝坝体加宽培厚及蓄水运行时坝体位移、防渗心墙应力与等效塑性应变区域的变化规律。结果表明,坝体沉降最大值发生在加宽培厚土层区域,且坝体出现了向上游与向下游的水平位移,下游贴坡式加宽培厚方式使坝体防渗心墙出现了拉应力与较大区域的等效塑性应变范围,坝体加宽培厚后,需进一步判定坝体培厚土层的稳定性以及心墙的屈服情况与防渗性能。研究成果可供类似工程参考。