基于子模型法的高堆石坝坝基廊道抗震安全性研究

国内深厚覆盖层上已建几座高土石坝坝基廊道都出现了开裂及止水破坏的现象，为了研究坝基廊道应力变形规律及抗震安全性，采用基于动力子模型法的三维非线性有限元，对２４０ｍ高的长河坝心墙堆石坝的坝基廊道进行了研究，动力计算中坝体材料及覆盖层采用考虑围压效应的Ｈａｒｄｉｎ－Ｄｒｎｅｖｉｃｈ模型，以基于薄层单元形式的接触单元模拟各种接触面。计算结果表明，坝基廊道加速度和动位移等动力反应较小，动力条件下廊道应力较静力条件下有所增大，由于动强度的提高，廊道的应力状态较静力条件没有恶化。     

不良级配粗粒土渗透变形的数值试验

针对单一粒径粗粒组和细粒组混合而成的不良级配粗粒土,采用计算流体力学与离散元耦合方法,考虑孔隙水与固体颗粒的相互作用,模拟了一定水力比降作用下的渗透变形过程,研究了细粒的运动规律,对比分析了初始细粒含量对渗透变形过程的影响。在水力比降作用下,土样中细颗粒运移会经历两个阶段,初期渗透压密,运动速度较低,之后随着渗透变形发展,渗流通道和运移通道逐步开敞,细颗粒运移速度加快。渗透变形发展过程中,土样出水口和入水口位置细粒含量降低、局部水力比降减小,而中部细粒含量增大、局部水力比降缓慢增加。当土样中初始细粒含量达到40%时,土样中部细粒含量会提高,并逐渐出现明显淤积层。土体渗透变形取决于整个渗径上的渗透稳定性,土料自身颗粒粒径几何关系确定的内部稳定性不能完全表征土体的渗透稳定性。     

高心墙堆石坝掺砾心墙料振动孔隙水压力计算模型研究

天然防渗土料一般无法满足200ｍ级以上超高心墙堆石坝强度和变形的要求,在超高心墙堆石坝建设时通常采用掺砾对天然防渗土料进行改性,以提高心墙料的强度和变形特性。在高地震烈度区,高心墙堆石坝的抗震安全性是重要问题,有效应力法是全面评价高坝抗震安全性的一种重要方法,而目前尚没有振动孔压模型可直接用于高坝掺砾心墙料的计算。根据研究揭示的掺砾土料振动孔压增长的增长规律和材料动力试验,提出一个超高心墙堆石坝掺砾心墙料振动孔压模型,模型能真实反应材料动力特性,而且参数确定方便,计算效率高。将模型应用于长河坝心墙堆石坝,得到了大坝地震过程中振动孔隙水压力和超孔压比的分布规律,为类似高土石坝工程建设提供了参考。     

非稳定渗流对托巴土石围堰上游坡稳定性影响

采用非稳定渗流理论研究了托巴土石围堰临水坡体的非稳定渗流场规律,探讨了在水位下降过程中临水坡体的浸润线、水力坡降以及流速的变化规律,并对坡体非稳定渗流场对围堰边坡稳定性的影响规律开展了研究;考察了不同水位下降速度和坡体填筑料对上游坡体非稳定渗流场和稳定性的影响规律.分析成果表明,过快的水位下降速度和填筑料较小的渗透性对堰坡的稳定性不利.通过研究获得了坡体填筑材料渗透系数的控制范围,以及不同渗透系数土料条件下应该控制的水位安全降速,并提出了一个可以保证围堰边坡安全的水位快速下降方案.研究结论可为围堰和土坝工程设计和安全运行提供有益的参考.     

小湾水电站水库诱发地震监测与预警系统建设与运行

以我国西南地区高坝大库型水电开发的典型代表小湾水电站为例,从水库诱发地震监测与预警系统建设的必要性入手,分析了小湾水库地质环境与水库诱发地震形成机理,详细介绍了小湾水库诱发地震监测与预警系统的系统架构、站点布设、运行情况,为西南地区水库诱发地震监测系统的建设提供了借鉴和参考。     

景洪电站碾压混凝土重力坝强震监测分析

为分析景洪电站碾压混凝土重力坝在地震过程中的动力反应情况,对坝体上布置的五台强震仪在缅甸、勐海、景洪三次地震中获得的监测资料进行了时域和频域分析。结果表明,大坝在三次地震过程中加速度峰值较小,最大为37.26cm/s2;坝体顶部在地震过程中反应较强烈,其中以最高坝段坝顶地震反应最为强烈;大坝对地震波有明显放大作用,且远震对大坝的影响比同等加速度峰值条件下的近震更为不利;三次地震坝址区地震烈度都不超过5度,而景洪电站大坝抗震设防烈度为8度,故地震未对大坝产生明显不利影响。     

七里塘碾压混凝士拱坝温度应力仿真分析

利用有限元软件对七里塘碾压混凝土拱坝施工期的温度场和温度应力场进行了仿真分析.仿真过程中,通过竣工时温度等值线图和第一、三主应力图,拱冠梁温度包络图,坝体温度应力包络图以及不同高程的温度变化曲线,得出了温度场和温度应力场的变化规律.仿真结果表明:大坝浇筑施工过程中,坝体内最高温升不算太高,温度应力也没有超过允许值,设计是合理的;坝体与基岩接触的强约束区较小范围内出现较大应力.对减小局部较大应力的措施提出了建议.     

七里塘碾压混凝土拱坝温度应力仿真分析

利用有限元软件对七里塘碾压混凝土拱坝施工期的温度场和温度应力场进行了仿真分析。仿真过程中,通过竣工时温度等值线图和第一、三主应力图,拱冠梁温度包络图,坝体温度应力包络图以及不同高程的温度变化曲线,得出了温度场和温度应力场的变化规律。仿真结果表明：大坝浇筑施工过程中,坝体内最高温升不算太高,温度应力也没有超过允许值,设计是合理的;坝体与基岩接触的强约束区较小范围内出现较大应力。对减小局部较大应力的措施提出了建议。     

基于FDEM的岩石颗粒破碎后碎片形状的统计分析

针对碎片尺寸和形状会影响岩石强度和变形的问题,采用三维扫描技术获得真实岩石颗粒的表面点云数据,然后通过数字图像处理技术重构数字颗粒,利用连续-离散耦合方法（FDEM）模拟单个颗粒在平板压缩下的断裂破碎. 识别颗粒破碎后所产生的碎片,并进行碎片形状的表征和量化,分析碎片形状与颗粒初始形状、碎片尺寸的关系. 为了准确描述裂纹尖端的应力梯度和损伤演化,进行颗粒有限元网格密度的敏感性分析,结果表明,断裂过程区至少需要5、6个界面单元以减弱网格尺寸的影响. 本研究关注颗粒破碎后所产生碎片的整体形态,忽略断裂引起的碎片表面局部起伏和粗糙变化. 尽管所研究颗粒的初始形状存在较大差异,仍发现颗粒破碎后所产生碎片的形状指标分布具有一些共性特征. 碎片的圆度、扁平率、Domokos因子和凸度对颗粒初始形状的敏感性逐渐增强,并且除了圆度外,其他形状指标分布与碎片尺寸之间并未发现显著的相关性. 不同粒径组碎片的圆度分布表明,较大的碎片棱角更明显.     

汶川地震对硗碛大坝影响分析

硗碛大坝为砾石土心墙堆石坝,最大坝高125.5 m,坝基覆盖层深70 m.其坝址距5.12汶川地震震中71km,地震发生时坝区有强烈震感.该坝埋设有较完整的大坝安全监测仪器,通过对大坝变形、渗流渗压及应力应变监测资料的分析,考察汶川地震对硗碛大坝工作性态产生的影响.分析结果表明,整个大坝在遭遇M8.0级大地震之后,外观无异常现象,总体运行性态基本稳定.但此次地震对大坝各个部位的变形、渗流渗压和应力应变仍有一定影响,特别是左岸防渗帷幕受到局部损坏.