300 m级高土石心墙坝流变特性研究

300 m级高土石心墙坝的流变特性对预判坝体竣工后长期变形及沉降具有重要的意义,对于研究防渗心墙能否适应坝体长期变形并正常工作亦至关重要。依托314 m高的双江口土石心墙坝工程,使用大型高压三轴仪对上、下游堆石料进行了流变特性试验研究,研究表明当最终的应力状态一致时,堆石料的流变按照分级加载和按照单级加载得到的流变曲线随着时间的发展差异性逐渐减小,最后基本趋于一致。在试验基础上,依据流变经验模型,得出了流变分析参数,并采用三维有限元法分析了300 m级土石心墙坝的流变特征。数值分析表明流变速率对坝体工后沉降幅度影响显著,由于试验中的流变速率较之现场坝料的实际流变情况明显偏快,因此流变速率的确定还有必要依据已建工程的反分析进行修正。     

粗粒料缩尺效应影响因素分析

总结了在研究缩尺效应对粗粒料强度及变形特性的影响规律时应考虑的影响因素主要包括缩尺方法的影响、替代料密度控制问题以及颗粒破碎对缩尺效应的影响等.对双江口堆石料进行了四种方法缩尺后试验料的三轴固结排水剪试验,振动压实试验,研究了强度及压实性的差异.分析了常用的缩尺方法的优缺点,指出室内试验时试验级配料试样密度控制的重要性以及合理的密度控制方法.分析了由于颗粒破碎引起试验土料级配变化从而影响缩尺效应评价的问题.最后,提出了缩尺效应研究中应综合考虑的几个问题.     

基于非线性剪胀模型的面板堆石坝应力变形分析

介绍了一种力学概念明确、简单实用的非线性剪胀模型,给出了本构关系的刚度系数矩阵,应用该模型对某堆石坝工程的堆石料真三轴试验进行了计算模拟,并与试验成果进行比较,验证了模型的合理性。在此基础上,分别采用非线性剪胀模型和邓肯E–B模型完整模拟了坝体分层填筑、面板分期以及分期蓄水全过程,对坝体应力与变形、面板应力与变形计算成果进行对比分析,验证了非线性剪胀模型在面板堆石坝静力有限元分析中的适用性。     

官地水电站左岸坝肩下游侧典型边坡的稳定分析

岩质边坡稳定性问题在水电工程建设中颇受关注.鉴于单一的某种方法难以客观评判实际问题的稳定性,若将几种方法融合起来,取长补短,对解决工程中的稳定性问题具有实际意义,也是未来发展的一种趋势.本文以官地水电站左岸坝肩下游侧边坡为背景,采用刚体极限平衡法计算该坡体的安全系数和锚索支护数量,然后用有限差分法进行复核,得出了两种稳定分析方法所计算的安全系数和潜在滑裂面的位置.结果表明,两者相差不大.     

利用ABAQUS分析混凝土面板堆石坝非线性应力与应变

利用通用有限元分析系统ABAQUS的用户子程序,实现了Duncan-Chang模型的开发.对某混凝土面板堆石坝(CFRD)进行了填筑与蓄水过程的应力与变形的三维非线性有限元仿真模拟,得到了坝体和面板的应力与变形、垂直缝和周边缝沉陷、剪切和张开变形等结果,可为坝体断面优化分区、接缝止水设计提供重要参考依据.同时表明:充分利用ABAQUS已经具备的非线性分析功能,二次开发是完成混凝土面板堆石坝三维非线性应力应变分析的有效解决方案.     

双江口300m级心墙坝心墙掺合料研究与设计

双江口水电站土石心墙堆石坝最大坝高达314m,心墙防渗料对300m级超高心墙坝的适宜性是需要深入研究的关键技术问题。研究表明,需要对偏细的当卡土料掺入花岗岩破碎料作为心墙防渗料,以满足力学强度和防渗性能等的综合要求。经过室内物理力学性试验比选、现场掺合碾压试验复核以及坝体数值分析,当卡土料与花岗岩破碎料按照50％：50％的质量比例进行掺合,能够得出满足设计要求的心墙防渗料。     

基于ABAQUS的高混凝土面板堆石坝地震反应三维非线性分析

ABAQUS软件是目前国际上功能最强大的非线性有限元软件之一。该软件包括了众多材料本构模型,但尚缺少国内外土石坝动力分析中广泛采用的等效线性化本构模型。本文在ABAQUS软件上实现了土的动力等效线性化模型和土石坝地震永久变形计算,并通过一个典型算例进行了验证;在此基础上,对一座拟建中的高混凝土面板堆石坝进行了地震响应分析,重点分析大坝的绝对加速度、动位移和残余变形等动力反应情况。结果表明,坝体在地震作用下的响应不强烈,但坝顶出现明显的鞭稍效应,需采取相应的抗震工程措施。