坝基混凝土防渗墙应力变形三维有限元分析

为研究不同连接型式下基岩强度对混凝土防渗墙应力变形的影响,结合巴拉水电站土石坝混凝土防渗墙对坝体和防渗墙的应力变形进行二维和三维有限元方法计算,揭示了防渗墙应力变形随主要影响因素变化的规律,并分析了不同连接型式、不同强度的基岩对混凝土防渗墙墙体变形和应力的影响。结果表明,对防渗墙进行数值模拟时,设置有厚度节理单元可较好地模拟墙体两侧的"泥皮",结果较合理;基岩强度较高时,防渗墙和基础的连接方式对防渗墙应力变形的结果影响较大;进行三维模拟能更准确地反映防渗墙的应力变形特征。     

红粘土塑性混凝土防渗墙与覆盖层变形协调性及防渗影响研究

为探究单掺红粘土塑性混凝土防渗墙在云南省斜墙土石坝除险加固中的可行性,采用三维有限元法分析了云南省某粘土斜墙下红粘土塑性混凝土防渗墙的应力变形规律,计算中防渗墙及坝体的本构模型采用邓肯张E-B模型,对不同水位下的防渗墙进行模拟计算,探究校核洪水位、正常蓄水位和死水位下防渗墙及覆盖层的变形协调变化规律及防渗效果。计算结果显示,坝体、防渗墙及覆盖层的应力应变均在合理范围内,大部分顺河向变形协调性较好,墙体各应力值均未达到破坏值,且防渗效果显著。     

混合坝接头动力反应敏感性分析

选用等效线性本构模型模拟了土石坝材料动力特性,采用有厚度薄层接触单元模拟了混凝土坝与土石坝软接头接触面,并通过时程分析方法对规则侧墙式混合坝算例进行有限元动力计算,分析了接头处接触面动力反应对于接触面坡度变化的敏感性。     

阴坪水电站泄洪闸深厚覆盖层地基渗流分析

分析深厚覆盖层条件下大坝的渗流特性,对于保证大坝防渗体系及工程整体安全有重要意义。结合ANSYS大型有限元分析软件,以阴坪水电站为例,研究了在深厚覆盖层及复杂地基情况下,闸基在各典型工况的渗透特性,并对各覆盖层渗透性、防渗墙深度及水平铺盖长度进行了敏感性分析。结果表明,各工况下的渗流参数符合规范要求,对于阴坪水电站深厚覆盖层基础,采用垂直混凝土防渗墙加水平铺盖的防渗措施安全有效,渗流量与渗透坡降均很小,满足渗流稳定性要求。研究成果可供类似工程参考。     

防渗墙深度优化及其防渗效果研究

为优化深厚覆盖层地基防渗墙深度,以苏洼龙水电站土石坝为例,采用渗流有限元分析软件seep/w建立模型模拟坝基渗流场,并运用灵敏度分析中的差分法对有限元计算结果进行列表和图解分析,从而得到各渗流参数随防渗墙深度的变化规律,得到防渗墙深度取40.5m的优化结果,对比莱茵统计法计算结果(防渗墙最小深度取40.25m),取两者间较大值,给出结构灵敏度分析优化结果为40.5m;进而建立防渗墙深度为40.5m的有限元模型进行渗流计算,以评价防渗效果。结果表明,优化后的防渗墙深度满足防渗标准要求,且在足够的安全范围内。     

基于区间分析法的土石围堰防渗墙安全性研究

针对土石围堰防渗墙应力分析中,结构模型参数不易获得的问题,将对防渗墙应力变形较敏感的几个参数表述为区间变量,基于响应面思想,通过正交试验和最小二乘法求出防渗墙的应力响应面函数,以近似替代实际仿真模型。实例研究表明,不同本构模型计算的防渗墙应力结果差异较大,且参数精度越高,计算结果越精确。研究结果为防渗墙的安全评价提供了依据。     

广义位移法在硗碛心墙堆石坝三维静力分析中的应用

将广义位移法应用于硗碛砾石土心墙堆石坝三维静力计算分析,用板、梁单元模拟防渗墙和廊道原结构的力学机制和几何特性,减少了模型自由度,提高了计算效率。同时将六面体单元与板、梁单元对比分析,两种计算结果基本吻合,防渗墙和廊道的位移和应力分布规律和数值均能满足要求。     

土与混凝土结构接触面力学特性试验研究

使用新研制的土与结构接触面试验仪,较为系统地研究了土与混凝土板接触面的力学特性,分别从宏观和细观两方面量测和分析了接触区土体的应力变形性状及土与结构接触面的相互作用机理和规律。试验结果表明,接触面厚度约为7~8倍的平均粒径,达剪应力峰值后剪切位移主要发生于土与结构物接触表面,剪应力峰值、剪切位移和初始剪切劲度随法向应力的增大而增大,按混合法缩制的试料可降低试验缩尺效应影响,土颗粒级配、几何外形、物理力学特性和结构物表面几何外形和表面粗糙度均对接触面力学特性有较大影响。     

铜车坝水库泥岩石渣坝复合土工膜与振冲碎石桩地基中混凝土防渗墙综合防渗体系的应力变形特性

铜车坝水库泥岩石渣坝综合防渗体系具有振冲碎石桩地基中设置混凝土防渗墙、柔性复合土工膜联结混凝土防渗墙等关键因素,为确保大坝防渗体系的安全性,采用大型三轴试验获得了坝料的邓肯模型参数,建立了准三维有限元模型,在土工膜与上、下垫层料接触部位均设置接触单元,反映土工膜与垫层料之间的接触特性,数值模拟了大坝施工与蓄水过程,阐明了复合土工膜与防渗墙综合防渗体系的应力变形特性。结果表明,泥岩石渣料属于低压缩性土,但其具有较为明显的强度非线性特性;防渗墙各时期的位移变形模式不同,围堰挡水期防渗墙水平位移偏向下游,竣工期逐渐向上游偏移,而蓄水期防渗墙在水压力作用下向下游发展,因此防渗墙上、下表面均存在一定的拉应力区域;土工膜的拉应变主要集中在防渗墙与土工膜的连接处,这是由于该地区刚度差异较大变形非协调所致。研究成果可为设计与施工提供重要的理论与技术支撑。     

深覆盖层土石坝三维有限元应力应变分析

采用邓肯张E-B非线性模型对某深覆盖层坝基上沥青混凝土心墙土石坝进行了三维有限元应力应变分析,采用无质量地基模拟坝基和山体对坝体沉降变形和应力的影响,给出了深覆盖层上坝体的应力和变形特点,特别是沥青混凝土心墙上的应力、位移分布特点,为大坝的安全设计提供理论依据。