构皮滩拱坝混凝土线膨胀系数反演分析

掌握大坝运行期混凝土线膨胀系数是研究坝体在温度作用下应力变形特征和规律的必备条件。采用无应力计测值对构皮滩拱坝混凝土线膨胀系数进行反演,首先根据各测点测值基本变化规律分析了数据可靠性,再利用正常工作的各测点无应力计测值进行统计模型回归分析,得到构皮滩大坝混凝土实际线膨胀系数为6. 18×10-6/℃。     

某混凝土重力坝温度线膨胀系数反演分析

利用混合模型反演法和无应力计测值反演法对某混凝土重力坝的温度线膨胀系数进行了反演分析,发现用不同方法反演所得到的结果非常接近,且均在合理范围内,为分析评价大坝的安全性态提供了依据。反演分析的结果同时表明了混合模型反演法和无应力计测值反演法的可行性。     

高应力对拱坝无应力计测值的影响分析

通过对特高拱坝无应力计原型观测资料的分析,介绍了无应力计出现有应力状态的变化过程,分析了可能产生这种异常现象的原因。并分析计算了无应力计筒内混凝土的垂直应力,初步探讨了高应力对无应力计测值的影响。     

周公宅水库大坝无应力计观测资料分析

应变计及无应力是常用来观测混凝土大坝中应变及应力的仪器,通过对宁波市周公宅水库大坝中埋设的无应力计观测资料的分析,表明无应力计不仅可以用于计算大坝的应力,而且可以转换成大坝的温度膨胀系数及混凝土的自身体积变形。     

二滩拱坝无应力计异常测值的修正方法研究

2009年,在小湾拱坝的安全监测中首次发现,部分无应力计的工作性态出现异常, 其测值反映的不全是坝体的自由变形,从而严重影响了应变观测成果的可靠性。针对无应力计的异常测值,从研究自生体积变形变化规律着手,结合统计分析方法,提出了判别异常数据的依据、标准和方法,建立了无应力计异常测值的修正方法,并对二滩拱坝部分无应力计观测成果进行了鉴别和修正处理。研究表明,提出的修正方法是有效的,修正后的成果反映了二滩坝体的实际应变。     

高混凝土坝原型观测中无应力计异常现象研究

从小湾和拉西瓦2座高拱坝实测资料出发,论证了部分无应力计异常的判断方法、标准、成因及资料处理意见.分析认为,对于高混凝土坝应力观测而言,现行无应力计筒存在筒深不足和抗外压能力偏低的弱点,有必要加以改进.无应力计测值异常现象具有一定的普遍性,在今后高坝应力应变观测中应予以研究和改进.     

锦屏一级水电站拱坝无应力计监测成果分析

混凝土自生体积变形在应变计观测资料整理分析中是必不可少的参数,是分析混凝土构件的变形和受力状态的重要参考量,但是目前对混凝土自生体积变形的产生机理尚无一个确切的定论,对其特性也有不同的认识。这就需要对混凝土自身体积变形进行实测,一般情况就是采用无应力计来观测混凝土自身体积变形情况,通过锦屏一级工程实例,对大坝混凝土无应力计监测成果分析来论证混凝土自身体积监测应该主意的问题。     

混凝土自生体积变形与无应力计

文中概要地说明了混凝土白生体积变形的性质,阐述了无应力计的原理及其运用中存在的问题,并对《水利规划与设计》2008年第4期刊登的“鱼简河碾压混凝土拱坝原型观测资料分析”一文中的有关问题进行讨论。     

国内外高拱坝应力分析概况

世界上已建成不少混凝土高拱坝,本文收集整理了国内外已建成的44座150m以上的混凝土高拱坝的坝体应力状况,另外还收集了几个国家的拱坝设计规范。这些资料对混凝土高拱坝应力控制标准的研究和制定及高拱坝的设计具有重要的价值。     

碾压混凝土坝温度线膨胀系数反演分析

根据碾压混凝土坝实测温度资料,研究了坝体综合双向异性温度线膨胀系数的优化反演方法,在此基础上,依据变形等效原理和串并联理论,推导了层面影响带的温度线膨胀系数的计算公式。算例计算结果表明,用本文方法计算得到的参数值符合大坝运行的实际情况,层面影响带的存在对碾压混凝土坝的温度应变有一定的影响。     

高拱坝的动力非线性分析

强地震时，高拱坝中上部因动力放大效应而成为抗震薄弱部位，各项段间的伸缩横缝难以承受较大的拱向拉应力而开裂，拱坝不能现视为整体结构而作线弹性分析。为此，以三维非线性接缝单元模拟坝体分缝，采用基于动态子结构理论的非线性动力分析方法，分析研究伸缩横缝对高拱坝地震反应的影响。研究表明，强烈地震时伸缩横缝反复张合引起显著的坝体应力重分布，大大减少开裂区附近的拱向拉应力而使坝体中部下游面的梁向拉应力有一定增加     

高拱坝安全性研究现状及存在问题分析

在总结高拱坝应力变形分析、破坏分析和安全度评估的现行规范及现有研究方法的基础上,指出这些方法存在的主要问题是:在进行破坏分析和安全度评估时没有考虑拱坝的破坏模式,破坏分析的层次不够明确,分析方法的建立和破坏判据的确定缺乏理论依据。针对这些存在问题提出了解决途径的建议,高拱坝的破坏应从材料层次的局部损伤和结构层次的整体失效研究。局部损伤须考虑材料的不均匀性,整体失效的研究应采用非强度理论。需要研究从材料层次的局部损伤到结构层次的整体失效破坏演变过程。高拱坝安全度的评估需要与失效破坏模式联系起来,应通过风险分析寻找最可能失效模式,确定与此模式相应的安全度。     

基于非线性有限元法的高拱坝坝肩岩体抗滑稳定分析

高拱坝的安全性在很大程度上依赖于坝肩岩体的稳定性,目前在设计中,高拱坝坝肩岩体稳定性分析方法主要是刚体极限平衡法,但该法不能考虑岩体的应力-应变关系,不能很好地反映坝肩岩体的破坏机理以及拱坝与坝肩岩体的相互作用效应。本文从摩擦理论和矢量几何出发,导出了三维可能滑体的抗滑稳定安全系数计算公式,并通过等参逆变换的方法,将非线性有限元法的计算成果纳入到所建立的公式中,形成了“基于非线性有限元的高拱坝坝肩岩体抗滑稳定分析方法“。具体工程的应用成果表明,所给出的基于非线性有限元的坝肩岩体抗滑稳定分析方法充分反映大坝与坝基岩体的共同作用效应,是进行高拱坝坝肩岩体稳定性分析的一种有效方法。     

基于敏感性分析与粒子群算法的拱坝原型动弹性模量反演方法

拱坝在长期服役过程中受材料老化、环境侵蚀等因素影响,其动弹性模量真实值与设计值存在一定差异,合理确定运行期高拱坝及其地基的原型动弹性模量参数对于监控拱坝的振动安全至关重要。由于模态参数更能从整体上反映结构的振动特性,基于拱坝原型振动模态参数反演拱坝及地基的动弹性模量在理论上更为精确,为此,本文提出了一种基于敏感性分析与粒子群算法的拱坝原型动弹性模量反演方法。首先,建立了反映拱坝及地基各分区动弹性模量与拱坝模态参数之间非线性映射关系的响应面数学模型,基于正交试验法分析了拱坝及地基的动弹性模量区域对拱坝模态参数的敏感性,并以此确定了待反演的动弹性模量区域。其次,提出了基于响应面数学模型计算模态参数和原型振动模态参数的拱坝及地基分区动弹性模量反演最优化数学模型,将动弹性模量参数反演问题转化为目标函数最优化求解问题。最后,采用自适应惯性权重的粒子群优化算法对目标函数进行寻优求解,反演出各分区实际动弹性模量。通过原型工程实例分析表明,该方法合理可行且具有很好的精度,为反演拱坝的动弹性模量提供了一条新思路。     

混凝土拱坝的极限分析

采用工程结构极限分析方法,利用已有的有限元计算程序并结合数学规划方法来推求拱坝的整体安全系数。作为弹塑性求解问题的简化方法,极限分析比传统的弹塑性增量计算效率更高、更实用。提出了适用于三维混凝土高拱坝结构极限下限分析的有限元数学规划算法。针对数学规划格式中未知变量过多的难点,采用有限元弹塑性增量计算中同一增量步上不同迭代步之间的应力差来构造缩减的自平衡应力场。采用序列二次规划算法直接求解下限分析的非线性规划问题,避免了线性化屈服条件造成的计算规模的大幅度增加。算例表明,提出的方法切实可行而且效率更高。     

高拱坝地震响应时程分析

采用有限元结合三维粘弹性局部人工边界的动接触地震波动模拟方法建立拱坝一地基一库水的有限元计算模型,研究库水对结构振动频率和振型的影响.并借助APDL语言实现粘弹性人工边界、动水压力及地震波的自动输入模块.对拱坝-地基-库水联合作用下的结构进行抗震计算时程分析.计算结果为优化坝体结构的动力特性和抗震设计提供参考.     

隔河岩大坝混凝土弹性模量反演分析

本文基于隔河岩工程原型位移监测资料,对大坝混凝土弹性模量进行反演,首先对原型位移监测资料采用逐步回归得出大坝位移统计模型,并分离出水压位移分量,再利用有限元结构分析软件ANSYS获得理论水压分量,通过反演从而求出大坝混凝土的平均弹性模量.结果表明,此法获得的弹性模量接近真实情况,为评价大坝安全性态提供了可靠的依据.     

高拱坝混凝土裂缝开合度仿真分析

基于三维接缝单元,模拟施工期拱坝裂缝开合行为,采用Newton-Raphson迭代法和预处理共轭梯度法开发了拱坝裂缝开度仿真计算程序模块,采用三维有限元仿真软件FZFX3D进行了考虑化学灌浆下裂缝开合度仿真分析[1];选取四种裂缝面单元刚度系数,通过对比得到本工程混凝土裂缝的缝面刚度系数取值;根据现场裂缝的实际处理情况,仿真模拟裂缝开合过程,并与实测裂缝计资料进行对比分析,绘制了裂缝开合度过程线和缝面开合度云图等,更加丰富、全面地展现了裂缝的开合状态。计算结果表明FZFX3D软件仿真分析裂缝开合状况良好。     

锦屏一级高拱坝温控特点与对策

本文从体型结构、材料参数、施工技术等方面阐述了锦屏一级高拱坝的温控特点,指出锦屏一级高拱坝底宽长、混凝土后期温度回升大、施工中通水冷却温降速度快、垫座约束复杂等因素都会对混凝土温控产生不利影响。基于仿真分析结果,本文提出了相应的对策,对于垫座和大坝基础约束区要严格控制最高温度,对于大坝非约束区要做好温降过程中空间梯度和时间梯度的控制。     

基于改进小波阈值-EMD算法的高拱坝结构振动响应分析

基于高拱坝泄流结构实测振动响应数据资料,针对泄流激励作用下不可避免混有各种噪声进而影响结构工作模态识别精度的问题,提出了一种基于改进的小波阈值-经验模态分解(EMD)联合算法的滤波降噪方法。以拱坝泄流结构实测振动响应资料为基础,利用改进的小波阈值算法滤除大部分高频白噪声,降低EMD分解的边界积累效应,进行EMD分解,通过去趋势波动分析(DFA)方法进一步滤除白噪声及低频水流噪声。工程实例分析结果表明,与小波分析、EMD方法相比,该方法具有更好的降噪效果,能精确滤除泄流结构实测振动响应信号中的低频水流噪声及白噪声,最大程度地保留信号中有效特征信息,并且为拱坝泄流结构在噪声干扰下提取有效信息提供了捷径,为坝体结构的安全监控打下了基础。