水工混凝土结构水力劈裂研究综述

高混凝土坝等水工混凝土结构常年在高水压、高应力条件下运行,易发生水力劈裂破坏,而水工混凝土结构水力劈裂形成和破坏机理复杂。阐述了混凝土损伤断裂模型、裂缝扩展准则的理论研究现状,评述了水力劈裂试验和数值模拟研究进展。指出了当前水力劈裂研究中存在的两个主要难点:数值模型如何考虑缝内水流与结构变形的耦合效应;裂缝扩展准则如何兼顾到渗流作用下微裂缝发生引起的损伤起裂和宏观裂缝扩展引起的断裂失稳判定的问题。最后,提出了高水压作用下的水工混凝土结构水力劈裂有待继续深入研究的工作。     

河道堰塞生命损失评估方法研究

河道堰塞是一种由地震、降雨等因素导致山体滑坡造成河道堰塞的自然灾害。在河道堰塞灾害造成的众多损失中,风险人口的生命损失最为严重。根据河道堰塞生命损失的致灾机理构建了风险人口、警报时间、理解程度、湖区水位上升速度、风险人口高程、淹没水深等参数在内的评价指标体系,并确立各参数的定量评估方法。同时通过各因素间的作用关系建立由应急疏散网络、淹没水深网络、生命损失定量评估网络3个子网络系统组成的贝叶斯网络模型对河道堰塞生命损失进行评估,并采用牛栏江河道堰塞案例验证了评估方法的合理性。     

堆石料动力残余应变模型研究

采用大型静动三轴压缩试验仪,对某面板堆石坝筑坝材料进行了动残余变形试验,研究了砂砾石料和开挖料在循环荷载作用下的残余变形特性及其影响因素。试验资料表明,动荷载作用下第一次循环振动诱发的残余剪应变最大,随着振次增长,剪应变持续增加,在试验设定的振次内,未出现收敛趋势。与之不同,残余体应变在循环荷载作用下有明显的收敛趋势。基于试验结果建立了残余变形与循环振动周次和动剪应变振幅的关系,提出了计算模型。模型共8个参数,均可通过动三轴试验确定,能较好地反映残余应变发展规律。     

基于分形级配方程的堆石料颗粒破碎SBG模型

准确预测堆石料在受剪过程中颗粒的破碎率以及相应的级配变化,是揭示堆石料在复杂应力状态下强度、渗透、变形等特性的基础。基于分形级配方程,建立了一个实现"应力应变—破碎指标—级配分布(SBG)"转换的模型。引入Einav破碎指标BE作为衡量颗粒破碎率的指标,对分形级配方程进行变形和积分,推导了颗粒破碎率B_E和分形维数D的数学转换,即"破碎指标—级配分布"的转换。对已有的三轴剪切试验数据进行分析,提出一个可以定量表示颗粒破碎率随剪应变和平均正应力变化的数学模型,模型共有3个参数a,b,c,参数b与土体的临界状态有关,根据临界剪应变可以直接确定。对两组不同的试验数据进行拟合,发现模型预测值与试验值具有较高的吻合度,实现"应力应变—破碎指标"的转换。将以上两种转变联立,成功预测了不同剪应变及平均正应力下堆石料的级配变化。     

胶凝粗粒料的弹塑性模型与应用研究

目前工程技术人员对胶凝粗粒料能否应用于高堆石坝等重要、永久性建筑物还存在疑虑,这主要是由于目前对胶凝粗粒料力学性质研究尚不充分。尚没有广为认可的胶凝粗粒料标准本构模型,使得胶凝粗粒料数值模拟结果可信度较低。进行了胶凝砂砾料大围压范围(7级围压,范围100～3000 kPa)的室内三轴剪切试验,试验结果表明,胶凝砂砾料力学性质具有压硬性、强度非线性、强剪胀性和应变软化性等显著特征。研究发现,三轴应力路径的胶凝砂砾料应力应变关系可用驼峰曲线较好描述,其体积剪胀性可采用Rowe剪胀方程描述,以此建立了三轴应力平面内胶凝砂砾料应力应变关系,并根据广义塑性理论中切线模量与塑性模量之间的关系,将模型拓展至三维应力空间,得到了胶凝砂砾料弹塑性本构模型。试验结果和前人多组试验结果对该模型进行了验证,均表明模型具有良好的适用性,模型简明、实用,易于数值实现。将该模型成功应用于一个高面板坝的"胶凝增模区"弹塑性分析,并从坝体、防渗体应力变形安全性方面评估了胶凝料用于高堆石坝"增模"的可行性。     

基于管道机器人技术的高面板堆石坝内部变形测量方法

通过总结高面板堆石坝内部变形测量方法的基本技术要求和关键技术,开发出能够测量1000m管线长度的高面板堆石坝内部变形监测的管道机器人系统,误差控制分析结果表明单点及整体测量误差均满足测量精度要求;通过1∶1等比尺模型试验测试及成果对比分析,实测结果与实际调节量较为吻合,利用管道机器人技术测量高面板堆石坝内部变形的方法可行且适用。更多还原     

特高面板砂砾石坝结构安全性论证

基于试验研究与数值计算分析,对新疆大石峡250 m级特高面板砂砾石坝结构安全性进行了论证。结果表明:压实后的砂砾石料有较高的变形模量、较小的流变和地震残余变形,大坝运行期坝体最大沉降仅为最大坝高的0.64%;设计地震用下坝体最大震陷量仅为最大坝高的0.40%;静、动力荷载作用下,面板周边缝的沉陷和张拉值均未超过国内外已建工程的最大实测值,周边缝的剪切位移虽然比国内外已建工程的最大实测值大,但中国在混凝土面板接缝止水结构与材料方面的技术储备已经能够满足其要求。因此,与相同高度的面板堆石坝相比,面板砂砾石坝变形安全控制的难度较小。需要指出的是,250 m级特高砂砾石坝的防渗面板在静、动力荷载作用下的轴向和顺坡向拉、压应力极值较高,有必要在面板周边缝和压性垂直缝两侧一定范围配置加强钢筋。     

粗粒料缩尺效应研究初探

结合粗粒土缩尺效应的研究现状,从室内试验和数值模拟两方面,分析了粗粒料缩尺效应研究方法中存在的问题,并提出了相应的解决办法,有利于加快粗粒料缩尺效应的研究进展。     

基于Pearson相关性检验的ARIMA边坡位移监测模型

在运用传统ARIMA预测模型的基础上,引入Pearson相关性检验,定量分析了空间上不同测点位移之间的相关性,判断了被监测区域在空间上是否有整体位移或者局部位移的趋势,以便能对被监测区域空间整体的位移性态进行更全面地掌握。实例分析表明,该模型的预测能力较好,能较准确地预测边坡位移,并能有效辨别边坡整体位移情况及稳定状态。     

PCC桩复合地基离心模型制备及桩土接触模拟

针对现有刚性桩复合地基离心模型试验技术的诸多局限性,综合考虑模型在材料、几何及桩土接触上的相似,首次设计了PCC桩复合地基离心模型试验并探讨了模型制备方法。配合专用切削、取土及回填试验器材,可以整齐高效地实现削土刮平、引孔取土、压桩就位和桩内回填操作,将常重力场下模型制备引起的扰动最小化,优化PCC桩复合地基离心模型制作过程。设计并开展反映本次离心模型中桩土摩擦接触特性的直剪试验,结果表明,离心模型中的桩帽与路堤砂、粗糙化的模型桩与软土层及下卧层的接触面摩尔-库伦摩擦角取值均在合理范围内,能够较好地代表PCC桩的桩-土接触特性。