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相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 109 毫秒
1.
采用弹性–重力相似关系设计了一组混凝土面板堆石坝(面板坝)振动台模型试验,研制开发了仿真面板材料,设计了一套图像采集、存储与分析系统。根据图像识别技术分析结果以及模型的数值计算分析结果,详细分析了面板坝面板错台机理,并与汶川地震中紫坪铺面板坝面板错台震害进行了对比分析。研究结果表明,地震造成的堆石体永久变形对面板产生的向下摩擦力和向外推力是造成面板错台的主要原因。模型 试验结果与数值计算结果和实际震害基本吻合 ,表明振动台模型试验可以再现原型的主要破坏特征。  相似文献   

2.
高混凝土面板堆石坝地震损伤机理研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
以紫坪铺面板堆石坝为例,基于堆石料的黏弹性模型和地震残余应变模型计算分析了高混凝土面板堆石坝的地震响应,并结合震害调查结果分析了高混凝土面板堆石坝的地震损伤机理。研究表明,输入地震加速度在坝顶附近和坝坡表面显著放大,呈现出显著的鞭梢效应,导致坝顶和下游坝坡上部堆石体松动滚落。地震导致大坝堆石体产生显著剪缩,坝体断面整体向内收缩,刚性混凝土面板与垫层料之间脱空,脱空后面板与垫层料之间的摩擦力大幅减小甚至消失,面板在自重和地震惯性力联合作用下向下滑动,致使面板水平施工缝发生错台,面板表面产生裂缝。地震还导致岸坡附近左右坝段堆石体向河谷中央位移,致使岸坡附近面板垂直接缝发生拉伸破坏,河床中部垂直接缝及附近混凝土面板发生挤压破坏。数值计算和震害调查结果均表明,高混凝土面板堆石坝的地震损伤现象主要与其堆石体地震残余变过大,以及堆石体与防渗系统之间变形不协调密切相关,故强震区修建高面板坝应尽可能提高堆石体压实密度,以减小坝体的地震残余变形。  相似文献   

3.
面板堆石坝是一种常见的挡水构筑物。在堆石填筑技术的基础上,通过堆石体中布设预应力锚索和下游坝坡增设钢筋混凝土框架网,将锚索分别与上游坝坡面板和下游坝坡框架锚固起来,提出了一种堆石体与锚固体协同工作、增强稳定性、减少填筑体的新型坝体结构——锚固面板堆石坝。阐述了锚固面板堆石坝的构筑方法,应用邓肯—张E-B模型的有限元数值方法,比较分析了堆石坝有、无预应力锚索加固条件下的变形特征及稳定性。分析表明锚固面板可以提高坝体的稳定性、缩短坝体底宽、减少填筑工程量,获得了经济效益。  相似文献   

4.
堆石体流变对分期浇筑的面板变形影响研究   总被引:6,自引:0,他引:6  
采用高围压下的幂函数流变本构模型对水布垭面板堆石坝进行考虑堆石流变的麻力、变形分析,其结果表明,考虑堆石流变后的坝体沉降和面板变形有明显的增加。由于堆石体流变变形的影响,对于分期填筑高混凝上面板坝,各期面板的浇筑时间与其下卧的堆石体临时断面填筑时间存在一个最短的时间间隔,在给定面板浇筑时间条件下,面板的最大浇筑高程与其下卧的堆石体临时断面顶部之间麻保持一最小高差,以防止面板与堆石体产生不协调变形,导致面板顶部与下卧的堆石体之间出现脱空现象。因此,必须根据面板坝的流变分析成成对堆石体填筑过程和面板浇筑过程进行优化,以减小面板的应力、变形。  相似文献   

5.
建立了高面板堆石坝非线性变形与非稳定渗流的水力耦合模型。该模型分别采用邓肯 <> E -<>B 模型和抛物 Signroini 型变分不等方法模拟堆石体的非线性应力变形过程和非稳定渗流过程,并通过修正的 Kozeny-Carman 模型表征堆石体的渗透特性对变形和围压的依赖关系。在面板渗透系数反演分析的基础上,应用上述模型对水布垭面板堆石坝进行了渗流–变形耦合分析。通过对数值模拟结果与实测数据的对比分析,表明因面板的绝对防渗作用,堆石体中的水力耦合效应并不显著,且上述模型可在一定程度上揭示堆石坝的渗流及变形发展趋势;但因忽略了流变、湿化、室内试验参数的尺寸效应以及非饱和渗流等,上述模型也存在较为突出的局限性。研究成果对于高面板堆石坝的水力耦合分析具有一定指导意义。  相似文献   

6.
混凝土面板堆石混合坝性状的预测   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
对宜兴抽水蓄能电站上水库主坝施工期性状进行了监测,基于原型观测资料采用反分析对本构模型及其参数进行了验证,在此基础上,采用数值分析、土工离心模型试验和原型观测相结合的方法预测了带有坝趾挡墙的混凝土面板堆石混合坝的应力变形性状和抗滑稳定性。结果表明:混凝土面板堆石混合坝是一种适合于复杂地形条件的、特别是适合于抽水蓄能电站上水库条件的理想坝型。  相似文献   

7.
面板堆石坝数值模拟中为了兼顾计算精度和计算效率,可对混凝土面板划分精细网格,并与堆石体相对稀疏的网格进行合理的连接过渡。基于自主研发的有限元执行平台,开发实现了基于位移多点约束的疏密网格过渡方法,并应用于在建200m级面板堆石坝工程数值模拟。通过方案对比,验证了该方法的精度,且面板精细网格与堆石体稀疏网格之间变形协调。相较于传统模拟方法,面板精细模拟方法可细致表达面板内应力变化梯度,能够为跨尺度精细模拟混凝土面板性状提供技术基础。该方法简便实用、易于数值实现,具有较好的推广应用前景。  相似文献   

8.
基于沟后面板砂砾石坝溃坝案例调研资料及溃坝离心模型试验的反馈分析,提出了一个可描述混凝土面板砂砾石坝漫顶溃决过程的数学模型。该模型的特点是选择可反映高速水流作用下推移质与悬移质运动的坝料输移公式描述宽级配砂砾料的运动特征,以及建立可模拟面板坝每块钢筋混凝土面板在各种变化荷载作用下破坏过程的表达式。选择沟后面板砂砾石坝溃坝案例对建立的模型进行验证,计算结果与实测结果的对比表明:溃口峰值流量、堆石体溃口的顶宽与底宽、折断的面板的数量和各面板的破坏长度、溃坝历时等输出参数的相对误差均控制在±15%以内;由于溃坝过程中面板不断折断,溃口流量过程呈锯齿状抬升。另外,参数敏感性分析的结果表明坝料的冲蚀率和级配特征对溃坝流量过程具有重要的影响。  相似文献   

9.
 对于高面板堆石坝而言,在高应力场作用下堆石颗粒破碎明显,从而导致坝体变形率增加,因此在数值计算中必须考虑颗粒破碎的影响,传统的堆石体本构模型由于不能合理反映颗粒破碎的影响,导致计算变形与实测变形差别较大。天生桥面板堆石坝为我国已建工程中同类坝型的第一座200 m级高坝,具有丰富的原型观测资料,在基于考虑堆石体颗粒破碎的二元介质模型的基础上,采用平面有限元分析坝体的应力变形性状,并与实测结果进行了对比分析,结果表明:考虑颗粒破碎后,坝料的剪胀量将会减小,剪缩量相应增大,建议模型的计算结果定性上更加精确,定量上也更为合理,可以更好地反映面板坝尤其是高面板坝的应力变形特性。  相似文献   

10.
采用等价线性化方法,以洪家渡面板堆石坝为分析对象,进行了三维整体空间有限元与最大断面二维平面有限元的地震响应数值模拟分析,通过比曾二维和三维分析工况下,堆石体的峰值绝对加速度,峰值位移和峰值动剪应力以及面板的峰值动应力,峰值加速度等的分布情况,探讨了河谷条件第三维特性对面板堆石坝地震响应的主要影响,所得结果和结论对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。  相似文献   

11.
The damage prediction of rock mass under blast loads induced by accidental explosions, rock bursts or weapon attacks is crucial in rock engineering. In this paper, parametric studies are conducted to evaluate the effect of loading density, rock mass rating (RMR) and weight of charge on the rock mass damage induced by underground explosions. The numerical simulations are carried out based on the transient dynamic finite element program ANSYS-LSDYNA. The numerical model was calibrated against the data obtained from a field blast test. A fully coupled numerical analysis, incorporating the explosion process, has been performed, where the large deformation zone near the charge is solved by the Arbitrary Lagrange–Euler (ALE) method. The deformable modulus and compressive strength of rock mass of granite are estimated by the RMR system. The peak particle velocity (PPV) damage criterion and the plastic strain criterion were adopted to study the damage zone around the charge hole, and an empirical formula considering the effects of loading density, RMR and weight of charge was obtained to estimate the damage zone in granite based on the numerical results.  相似文献   

12.
高土石坝抗震分析得到国内外学者的极大关注。采用土工离心机振动台模型试验和动力数值模拟技术相结合的复合模型方法 来 研究高心墙堆石坝地震反应特性。 首先对不等比尺的离心模型试验结果进行数值模拟,以验证数值计算模型和确定计算参数,然后用数值方法对离心模型试验结果进行拓展和外延,推广到等比尺和原型情况。对比分析了 高心墙堆石坝地震加速度放大系数、地震残余变形、防渗墙动应力和破坏模式。计算值与试验值变化规律一致, 表明复合 模型是研究高心墙堆石坝地震反应特性一种行之有效的方法,( 40 ~ 50 ) g 离心机振动台模型试验基本上可以反映高土石坝的地震反应特性。  相似文献   

13.
对冻融前后的花岗斑岩进行相关静态、动态力学试验,获得试样不同冻融次数下的弹性模量、泊松比、单轴抗压强度、抗拉强度及冲击动载应力–应变曲线。在Holmquist-Johnson-Cook(HJC)模型参数分析的基础上,对经历不同冻融次数的花岗斑岩进行分离式Hopkinson压杆(SHPB)试验模拟。结合室内试验数据与数值模拟计算结果,分析花岗斑岩动载强度与应变率及冻融次数的关系。研究结果表明:试样冻融前后动态应力–应变曲线形态有所区别,SHPB试验的反射波和透射波形态发生明显变化,相同入射波情况下试样产生不同的应变率;SHPB试验数值模拟结果与实测值吻合较好,得到的不同冻融次数下花岗斑岩HJC模型参数是可靠的,数值模拟与室内试验相结合是研究分析的有效方法,二者优势互补;花岗斑岩动态强度受冻融次数与应变率共同影响,其影响效应相反,相互耦合。岩石冻融循环作用下的动载强度研究是一项重要课题,是冻融损伤条件下岩石动态本构关系研究的基础,对解决寒区露天边坡稳定性问题具有重要意义。  相似文献   

14.
复杂地基上高拱坝开裂与稳定研究   总被引:12,自引:10,他引:2  
研究复杂地基上高拱坝坝面开裂与稳定的力学机制,这些机制涉及到大坝温度变化、大坝的基础弱化、渗流影响等.首先从分析大坝坝面裂纹细观开裂扩展的主轴本构力学机制、节理岩体的宏观开裂强度条件.然后提出大坝破坏的机构条件作为大坝整体稳定的判据.最后结合复杂地基的溪洛渡拱坝,运用提到的开裂与稳定模型,分析大坝在超载工况下,裂纹从细观裂纹扩展到宏观开裂,以至大坝失稳的全过程;分析建基面的点安全度随超载变化规律以及大坝的整体稳定.结果显示提到的分析方法有较好的应用价值.  相似文献   

15.
16.
Layered rock mass of significant strength changes for adjacent layers is frequently observed in underground excavation,and dynamic loading is a prevalent scenario generated during excavation.In order to improve the driving efficiency and reduce engineering accidents,dynamic compression characteristics of this kind of rock mass should be understood.The dynamic properties of a layered composite rock mass are investigated through a series of rock tests and numerical simulations.The rock mass is artificially made of various proportions of sand,cement and water to control the distinct strength variations at various composite layers separated by parallel bedding planes.All rock specimens are prefabricated in a specially designed mould and then cut into 50 mm in diameter and 50 mm in height for split Hopkinson pressure bar(SHPB)dynamic compression testing.The test results reveal that increasing strain rate causes the increases of peak strength,σ_p,and the corresponding failure strain,ε_p,while the dynamic elastic modulus,E_d,remains almost unchanged.Interestingly,under the same strain rates,Ed of the composite rock specimen is found to decline first and then increase as the dip angle of bedding plane increases.The obtained rock failure patterns due to various dip angles lead to failure modes that could be classified into four categories from our dynamic tests.Also,a series of counterpart numerical simulations has been undertaken,showing that dynamic responses are in good agreement with those obtained from the SHPB tests.The numerical analysis enables us to Iook into the dynamic characteristics of the composite rock mass subjected to a broader range of strain rates and dip angles than these being tested.  相似文献   

17.
Numerical study of flow anisotropy within a single natural rock joint   总被引:2,自引:0,他引:2  
The paper investigates the flow anisotropy within a natural joint subjected to mechanical shear. The cubic law is the simplest way to describe fluid flow through rock joints but because of rock wall roughness, deviations from this model have been observed. The Reynolds equation usually gives better results. In this study, micro-scale roughness is taken into account to define a reduced coefficient of permeability. Numerical simulations have been carried out by applying Darcy's law to the rock joint, described as an equivalent porous medium. The numerical simulations are based on experimental data obtained by Hans (PhD, Grenoble, 2002) from a series of hydromechanical shear tests on a rock joint replica. The numerical results have been compared to the experimental ones, and to the results obtained by applying the Reynolds equation, to assess the relevance of the simulations. For the fracture studied, the approach proposed herein can reproduce relatively well the experimental flow anisotropy, and provides consistent values of flow rates, whereas the Reynolds equation tends to give higher flow rates.  相似文献   

18.
The wetting deformation of weathered rockfill materials has been attracting growing attention from both engineers and scientists. The importance of realistic predictions of wetting deformations for high earth and rockfill dams is a strong motivation to establish a suitable constitutive model. Recently, the hypoplastic constitutive model by Gudehus and Bauer was extended by introducing solid hardness depending on the state of weathering. The extended model takes into account the influence of the current density, the effective stress state, the rate of deformation, and the time dependent process of degradation of the solid hardness. In the present paper, the performance of this model is evaluated by comparing numerical simulations with experiments obtained from a water sensitive rockfill material. In particular, triaxial compression paths and creep deformation under deviatoric stress states are considered. Finally, the constitutive model proposed is used to study the influence of a degradation of the solid hardness on the long term behavior of a hypothetical fill dam.  相似文献   

19.
陈云  胡志刚  徐晗 《岩土工程学报》2017,39(Z1):177-181
灌水法因其原理简单、简便易用,能直接检测出填筑体的密度而广泛应用于水利水电工程土石坝填筑料的填筑质量检测。而在实际工程试验检测过程中,诸多因素均会影响到检测成果的精度,甚至会得到很多异常且不合理的结果。因此有必要结合土石坝填筑质量的实际检测经验对影响因素进行分析,并通过相关试验研究提出消除或减小影响因素的相关措施。  相似文献   

20.
考虑碰撞作用的节理裂隙岩体爆破块度预测研究   总被引:2,自引:2,他引:0  
结合Grady根据破碎能量守则给出的脆性材料动态平均块度尺寸的公式,充分考虑爆炸应力波对岩体的破碎作用和在爆生气体膨胀及渗流压力作用下岩块之间的相互挤压碰撞作用,建立了包含损伤变量的爆破块度分布的理论计算模型,得出了平均块度(K50)和筛下累积百分率(Px)之间的关系,并进行了数值模拟和实验验证。模拟和实验结果表明,运动岩块间的挤压碰撞作用是影响爆破平均块度的一个重要因素,尤其对于质量较差的岩石更是如此。并得出了一些有益的结论,对指导工程实践具有一定的参考价值。  相似文献   

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