水库沥青混凝土心墙坝基座应力变形分析

文章以龙潭箐水库沥青混凝土心墙风化料坝为例，从心墙混凝土基座的应力变形问题出发，建立沥青混凝土心墙风化料坝有限元模型，采用数值分析方法及弹性应力配筋法，计算出典型剖面基座各工况的拉、压应力分布规律及拉应力图形面积，进而提出合理的配筋面积。     

新疆某碾压式沥青混凝土心墙坝设计

某碾压式沥青混凝土心墙砂砾石坝建在新疆高寒地区,介绍了该沥青混凝土心墙轴线、心墙厚度、过渡层厚度的确定及心墙与坝基防渗体的连接方式,并对其进行了坝体三维有限元应力应变静力分析。结果表明:相对于浇筑式沥青混凝土心墙、土料心墙等坝型,碾压式沥青混凝土心墙坝宜选择较厚的过渡层,以利于心墙施工控制;心墙厚度主要取决于坝体高度和坝壳料可能的变形情况。经综合评价,该坝变形协调性良好,应力分布基本合理,沥青混凝土心墙不会发生水力劈裂和拉裂破坏,坝体结构布局较为合理。     

浇筑式沥青混凝土心墙坝心墙性态的有限元分析

采用邓肯-张模型对浇筑式沥青混凝土心墙坝的应力与变形进行有限元计算,得到了浇筑式沥青混凝土心墙的温度和沥青用量对不同坝高情况下心墙工作性态的影响。发现在坝高较低时,心墙温度、沥青用量对心墙工作性态的影响很小;在高坝情况下,心墙温度、沥青用量对心墙位移的影响较小,但对心墙应力极值和应力水平极值的影响则较为明显。另外,通过对不同覆盖层厚度下心墙工作状态的分析,发现当覆盖层厚度较大时,浇筑式沥青混凝土心墙的位移及应力水平极值明显大于碾压式沥青混凝土心墙。     

深厚覆盖层上沥青混凝土心墙坝应力变形敏感性分析

以大河沿枢纽工程为依托,采用非线性有限元方法分析深厚覆盖层上沥青心墙坝在典型工况 下的应力变形特性,针对不同覆盖层及防渗墙物理力学参数,进行了沥青混凝土心墙坝应力变形的敏感 性分析。结果表明:两种工况下坝体的应力及竖向沉降分布规律基本相同;覆盖层模量的提高可以有效 的降低坝体及沥青心墙的水平位移及竖向沉降,降低防渗墙及基座的主应力值,但对坝体及沥青心墙的 应力影响较小;防渗墙弹性模量减小能有效降低防渗墙及基座的主应力值,改善防渗墙自身的应力状 态。     

某堆石坝沥青混凝土心墙接头变形协调性计算研究

以某堆石坝沥青混凝土心墙为例,对4种不同油石比沥青混凝土进行长期蠕变试验,得出蠕变稳定模量,采用二维有限元算法对沥青混凝土心墙沿心墙轴线方向的变形和应力应变进行计算分析.调整左岸陡边坡基座水平距离10 m范围内心墙沥青混凝土油石比,研究其对心墙与基座的接头部位性能的影响.结果表明:该沥青混凝土心墙高坝施工和运行是安全的...     

深厚覆盖层上沥青混凝土心墙土石坝的应力变形特征

由于深厚覆盖层具有一定的可压缩性,修建在其上的沥青混凝土心墙坝坝体会发生沉降,且最大沉降位于距坝顶2/3坝高处;受坝体的影响,坝基深厚覆盖层也会向上、下游发生水平位移;沥青混凝土心墙存在明显的应力拱效应,蓄水后减弱.以在120 m深覆盖层上修建坝高100 m沥青混凝土心墙坝的有限元分析为例,探讨了沥青混凝土心墙上石坝在深厚覆盖层上的应力变形特性.     

西藏湘河水利枢纽坝体三维静力数值模拟分析

建立了湘河水利枢纽沥青混凝土心墙砂砾石坝三维有限元模型,并在坝料及坝基静力试验基础上,对湘河沥青混凝土心墙坝进行了静力应力应变分析,模拟了大坝分层填筑及分期蓄水全过程,为了避免大坝防渗体系出现过大的拉应力,应在混凝土基座拉应力区域进行配筋或者增加基座的厚度,减少沥青混凝土范围外基座两边的长度,可有效减少基座拉应力区域及...     

碾压式沥青混凝土心墙坝三维静动力数值模拟研究

为研究碾压式沥青混凝土心墙坝施工及运行期的受力特性,以新疆某水利枢纽工程为例,采用非线性邓肯-张E-B模型进行大坝三维有限元静力计算,采用等效线性粘弹性模型进行大坝三维有限元动力计算,采用三维等价结点力法研究坝体地震永久变形,主要研究坝体在静动力条件下坝体和防渗体的应力、变形以及基座与心墙的相对位移。结果表明,静力条件下,坝体最大沉降约占坝高的0. 27%,蓄水后心墙最大压应力较竣工期减少约14. 2%,蓄水后心墙顺河向最大位移较竣工期增大约2. 6倍、沿坝轴线方向减小约13. 3%;动力条件下,坝体地震沉降约占坝高的0. 09%,地震发生时坝体最大横断面心墙出现拉应力,其值约为最大压应力的9. 5%,地震结束后心墙最大压应力减小约16. 7%,未出现拉应力,地震后坝体顺河向发生永久位移,心墙最大压应力较地震前增大1. 9%,心墙顺河向最大位移较地震前增大约15. 4%、沿坝轴线方向减小约11. 5%。     

沥青心墙与混凝土基座连接材料研究

在沥青混凝土心墙坝中,混凝土基座与沥青心墙结合能力直接影响着坝体的安全和防渗系统。通过模拟混凝土基座与沥青混凝土心墙的结合方法,分别选取沥青砂浆、沥青玛蹄脂、冷底子油以及不做处理4种不同的连接施工工艺进行研究,采用直接剪切的方法测试其强度。结果表明:在正应力相同的条件下,采用沥青玛蹄脂处理结合面的施工方法抗剪断强度最大,同时具有一定的抗变形能力。因此,推荐采用沥青玛蹄脂的施工方法,为沥青混凝土心墙坝混凝土基座与沥青心墙的连接施工方法提供了一定的参考依据。     

河谷形状对沥青混凝土心墙坝变形特性的影响

将河谷形状与堆石材料的力学特性联系起来,定义了河谷宽度系数、河谷边坡陡缓系数和河谷非对称系数等3个动态参数来描述河谷形状。利用新定义的河谷形状参数研究其对沥青混凝土心墙坝变形特性的影响,结果表明:河谷宽度直接影响沥青混凝土心墙底部应力拱效应的强弱,河谷宽度系数越小,狭窄河谷地形导致的应力拱效应越明显,从而可能诱发心墙水力劈裂;河谷边坡的陡缓影响沥青混凝土心墙两侧拉应力的分布规律和量值大小,河谷边坡陡缓系数增大,沥青混凝土心墙左右两侧的拉应力区范围变小但量值增大;沥青混凝土心墙两侧的沉降差随河谷非对称系数的增大而明显增加,据此初步给出了区分河谷对称性的界限值;河谷形状对沥青混凝土心墙坝的三向位移均会产生一定约束作用,河谷宽度对坝体位移的影响最为显著。     

沥青混凝土心墙坝力学性能数值模拟研究

针对新疆某沥青混凝土心墙堆石坝进行了有限元数值模拟计算,坝体主应力和心墙轴线主应力比的计算结果表明:堆石体坝壳大、小主应力最大值均出现在坝底部中轴线两侧;满蓄期上游坝壳的大、小主应力比竣工期小;随着坝高的增加,沥青混凝土心墙的主应力比有增大趋势。根据计算结果对心墙的水力劈裂进行了判别,结果表明:心墙竖向应力均大于水压力,沥青混凝土心墙不会发生水力劈裂。     

大竹河水库沥青混凝土心墙坝渗漏处理

大竹河水库沥青混凝土心墙石渣坝在蓄水过程中出现严重的渗漏问题,影响大坝安全,必须进行除险加固。经对大坝监测(检测)资料等进行综合分析,认为大坝沥青混凝土心墙存在渗漏问题。通过多方案研究比选,从技术可靠性、施工工期、工期投资等多方面考虑,采取在坝体中增设混凝土防渗墙加墙下帷幕方案进行渗漏处理。结合沥青混凝土心墙坝的结构特点,考虑防渗墙施工成槽安全、防渗耐久性及墙体结构受力状态等因素,确定了防渗墙的布置及其技术参数。渗漏处理实施后效果良好,为今后类似沥青混凝土心墙坝病害治理提供了借鉴和参考。     

空间差异性下沥青混凝土心墙坝应力与变形的随机有限元分析

以往沥青混凝土心墙坝有限元分析通常采用筑坝材料的设计值进行计算,但实际施工质量的不确定性,使得筑坝材料在空间上表现出差异性。在考虑坝体与覆盖层材料空间差异性的情况下,提出了基于随机有限元沥青混凝土心墙坝应力、变形不确定性的分析方法。利用蒙特卡罗方法,得到了沥青混凝土心墙坝应力、变形的分布规律,并与设计工况下的有限元结果对比,确定考虑空间差异性对坝体与心墙应力、变形的影响以及应力、变形的超标概率。经分析发现:采用确定性的分析方法会有50%的可能性低估坝体最大沉降;43%的可能性低估坝体大主应力最大值;空间差异性下心墙不同位置处的沉降均有50%的超标概率,并且其下部的主应力超标概率会更大。分析成果可为大坝安全分析与设计优化提供依据,也为大坝的精细有限元分析提供了新的途径。     

堆石坝浇筑式沥青混凝土防渗墙概述

结合我国水利工程实例，探讨了堆石坝浇筑式沥青混凝土心墙发展趋向，并将浇筑式沥青混凝土心墙与斜墙坝，浇筑式沥青混凝土心墙防渗方案与混凝土面板、粘土心墙防渗方案进行了比较，论述了浇筑式沥青混凝土心墙的优越性以及减薄的可行性。     

三峡茅坪溪土石坝沥青混凝土心墙骑缝碾压工艺参数研究与选定

三峡茅坪溪防护土石坝沥青混凝土心墙摊铺宽度小于80cm后，由于心墙宽度小于振动碾(BW80AD)最大碾宽(80cm)，沥青混凝土心墙碾压方式将变为骑缝碾压．通过进行骑缝碾压试验，得出能满足设计要求的新碾压工艺参数，并应用于茅坪坝沥青混凝土心墙施工，加快了施工进度，保证了施工质量。     

碾压式沥青混凝土心墙工程特性研究现状与对策

沥青混凝土由于良好的防渗性能与变形适应性,在土石坝中得到了越来越广泛的应用,其工程特性有别于常规混凝土与一般岩土体,包括温度敏感性、耐久性、抗震特性、抗水力劈裂特性等。为突破沥青混凝土心墙坝150m坝高的技术瓶颈,解决深厚覆盖层、高寒、强震等条件下直接修建高沥青混凝土心墙坝的筑坝技术难题,消除热沥青施工引起的环境污染问题,长江科学院自20世纪90年代开始,对三峡茅坪溪防护坝、黄金坪水电站、拉洛水利枢纽工程及Karot水电站等沥青混凝土心墙进行了系统研究,研制了静力、动力、蠕变三轴温控装置,并很好地应用到科研,在碾压式沥青混凝土心墙工程特性方面取得了大量成果。在总结水工沥青混凝土国内外的研究现状的基础上,重点讨论了碾压式沥青混凝土心墙的5个关键问题,以及长江科学院在沥青混凝土方面的研究进展与成果,可为类似复杂条件下沥青混凝土心墙堆石坝的设计、施工及运行管理提供依据。     

某混凝土心墙堆石坝坝坡优化计算分析

某水库工程拟采用沥青混凝土心墙坝，心墙高度达到116．43 m 。在保证工程安全的前提下，为了提高该沥青混凝土心墙坝的经济性指标，对该坝进行了坝坡优化计算分析。对坝坡方案 A 、方案 B 、方案 C 心墙的计算分析表明：三种方案心墙的最大沉降均出现在坝体中部高程附近，最大沉降量分别为－44．383 cm 、－44．241 cm 、－44．927 cm ，沥青混凝土心墙与坝体协调变位好。在竣工期，各方案坝坡的抗滑稳定安全系数分别为1．537、1．467、1．373；在正常蓄水条件下，各方案坝坡的抗滑稳定安全系数分别为1．461、1．396、1．243，依次降低。方案 B 挖填方量比方案 A 减少了39．96×104 m3（10．15％），坝体稳定性满足设计要求，上下游坝坡坡度适宜，建议设计施工优先采用方案 B 。     

观文水库大坝应力变形有限元分析

沥青混凝土心墙坝具有结构简单、建造经济、受气候条件影响小等优点,越来越受到人们的关注。采用Duncan-Chang非线性E-B模型模拟大坝堆石体及沥青混凝土心墙的本构关系,考虑沥青混凝土心墙与坝体堆石料间的接触,采用二维有限元方法对某沥青混凝土心墙坝应力变形进行计算分析。从理论上计算大坝的最大、最小应力及变形量,为大坝的结构计算提供参考。