重力坝坝基稳定三维地质力学模型试验研究

采用三维地质力学模型运用超载与强度储备相结合的研究方法了坝基稳定破坏试验，获得了坝基失稳破坏过程，破坏形态和破坏机理，经分析得到两个坝段的综合稳定安全度K为3．3。同时提出了对坝基相应部位进行灌浆和提高灌质量以及以下游蚀变睡E6断层加深混凝土塞等加固处理建议。     

碾压混凝土与石膏的断裂特性在拱坝模型开裂相似中的应用

针对四川沙牌拱坝三级配压混凝土试件与模型石膏材料试件进行了断裂试验研究,获得了两种材料的Ⅰ型断裂韧度KIC及荷载与加载点位移全过程曲线,建立了基于原、模型材料断裂韧度相似的拱坝结构模型开裂相似条件。     

地质力学模型试验中变温相似材料的温度特性研究

在采用变温相似材料的地质力学模型试验中,材料的力学指标及热物理性质随材料的温度变化而发生了变化,它对试验结果的影响程度将决定着试验结果的可靠性。运用模型试验和数值分析等手段,对材料的温度变化特性进行了研究,论证了材料的温度特性对试验结果影响程度为：对位移的影响程度约为6％,对应力的影响程度约为-6％～9％,提出了变温相似材料的温度适用范围为75 ℃内。     

基于人工神经网络的沙牌RCC拱坝可靠度分析

为解决拱坝可靠度分析中响应与荷载及参数间难以用显示函数表示的问题，将非线性分析中的人工神经网络方法就用于含诱导缝的高碾压混凝土拱坝的结构可靠度分析。计算得出沙牌拱坝上下游坝面及诱导缝结点的可靠度指标β，进一步完善和补充了“九五”国家科技攻关的内容，为工程设计和施工提供参考依据。     

变温相似材料在地质力学模型试验中附加温度场的影响程度评价

应用ANSYS非线性结构分析原理和热分析及热—结构耦合分析原理，根据变温相似材料的力学参数及热物理参数进行结构分析和热—结构耦合分析，计算由于热膨胀或收缩引起的热应力，同时对热—结构耦合分析的成果与非线性结构分析的结果进行对比，得到了由于温度变化而在模型内部产生的附加温度场对试验成果中位移的影响程度约为6％，应力的影响程度约为-6％～9％，从而证明了试验结果的可靠性。     

地质力学模型试验方法与变温相似模型材料研究

研究新型地质力学模型材料是研究高坝和地基稳定物理模拟的关键技术问题之一,对高坝建设具有重要理论意义和工程应用价值.介绍地质力学模型试验新型模型材料--变温相似材料和试验方法,推导超载法、强度储备法和综合法的安全度公式,并阐述其物理意义.材料试验研究结果表明,变温相似材料的抗剪断强度、黏聚力和摩擦因数等力学指标随着温度的升高而逐步降低,与温度变化成反比关系;在模型试验中通过升高模型材料温度的方式来降低材料的力学指标,从而能在一个模型上实现强度储备法和综合试验法;温度场对试验变位结果影响约为6%,对应力结果影响为-6%～9%,且温度变化越小,其影响程度越小.该材料及其试验新技术已成功应用于锦屏一级和大岗山等高拱坝的地质力学模型试验,具有良好的应用价值和工程实用意义.     

复合形法在拱坝结构可靠度分析中的应用

根据Hasofer-Lind的定义，将复杂的拱坝可靠性指标计算问题转化为数学上的优化问题，并用复合形法求解，从而避免了复杂非线性功能函数的求导问题。将此法应用于沙牌碾压混凝土拱坝结构可行度分析，得出了沙牌拱坝坝体又诱导缝可靠性指标的分布规律。     

基于断裂力学理论的诱导缝开裂相似试验模拟

为了研究诱导缝在结构模型破坏试验中的开裂相似条件和试验模拟方法,进行了材料的断裂特性实验和力学理论推导。根据结构模型试验的相似性要求和诱导缝的工作原理,原型、模型材料须满足开裂特性和抗剪断强度相似的要求。通过材料的断裂特性试验,获得了考虑尺寸效应的碾压混凝土的断裂韧度值和石膏的断裂韧度与水膏比的关系曲线。在此基础上运用断裂力学理论,分析应力强度因子与断裂韧度之间的关系,推导出诱导缝的开裂特性相似条件和满足开裂条件的诱导缝模型尺寸。试验中选用包裹聚脂薄膜的铜片来模拟诱导缝,按f、c综合效应满足了抗剪断强度相似条件。从而在结构模型试验中实现了诱导缝的开裂相似模拟,并为研究含诱导缝拱坝的开裂和破坏机理提供了依据。