乌东德双曲拱坝三维地质力学模型试验研究

基于乌东德双曲拱坝的特定工程地质条件,采用三维地质力学模型试验技术,通过重度超载的方法,研究了坝体和坝基、坝肩从加荷到破坏的整个过程与整体稳定性。依据相似理论,按照1∶300比例对大坝基础及两岸坝肩山体的岩体力学特性、不连续结构面和层面、双曲拱坝坝型等进行了相似模拟,研究了拱坝及基础的变形特征、失稳破坏过程、破坏形态以及超载能力,对拱坝与地基整体稳定安全度进行了评价。通过分析拱坝在正常蓄水位和超载作用下的位移场、坝体和坝肩的变形及其分布特征、内部断层典型测点的相对位移,对拱坝坝体和坝基失稳前后裂缝发展的全过程及其破坏机制进行了研究。试验结果表明:在设计荷载作用下,坝体及左右岸坝肩变形稳定,变形呈线性特征;综合位移应变测试结果及超载破坏模式定性描述,认为上游坝踵起裂安全度K₁=1.7~2.0,非线性开始安全度K₂=3.5~4.0,拱坝坝肩与坝基整体稳定安全度K₃=6.0~7.0。     

论拱坝坝肩稳定安全度的分析方法

分析拱坝坝肩稳定安全度,目前国内外有两类方法;数学力学分析法和物理模型试验法.在数学力学分析法中,日前主要采用安全系数法和可靠度理论,在物理模型试验中,地质力学模型试验可以模拟不连续岩体和物理力学参数,以及找出破坏机理.本文在评述目前估计拱坝坝肩稳定安全方法的基础上,重点研究应用三维有限元分析某重力拱坝在600m水位时左坝肩稳定安全度,得出该坝坝肩经加固处理后,在正常水位时(600m水位)坝肩稳定是有保证的结论.     

基于非线性有限元法的混凝土拱坝稳定特性分析

由混凝土拱坝的受力特点可以看出,其稳定性主要是依靠坝肩两岸岩体来维持,因此,坝肩岩体的稳定直接关系到拱坝的正常运行与安全,是拱坝设计中较为关注的问题之一。文章结合某实际工程,以大型分析软件ANSYS为平台,以某混凝土拱坝和地形整体为研究对象,针对同一模型,采用超载系数法、强度储备系数法等从不同角度分析坝体结构的稳定性。通过非线性有限元计算分析得出,在不同超载荷载作用下裂缝首先沿坝基面向坝高方向发展,同时坝踵区的裂缝沿坝体坝厚方向扩展,最终趋于稳定。随着强度储备系数的增大,拱坝抗滑稳定安全系数随之逐渐减小,基本呈现线性发展。同时,坝体位移也基本呈线性分布规律,但是,当接近临界抗滑稳定安全系数时,坝体位移明显表现为非线性发展趋势。该稳定分析为充分了解拱坝的结构安全度提供计算依据。     

大潭水电站拱坝布置及其应力和稳定分析

合理的拱坝布置方案是在满足枢纽布置，建筑物运用和坝肩基岩稳定的需求下，通过调整其外形尺寸，使坝体材料强度得到充分发挥，应力满足规范要求，且坝体工程量较少。作者以大潭水电站拱坝设计实例，阐述了拱坝的布置和应力分析及坝肩岩体稳定分析。     

拱坝三维非线性有限元分析及整体安全度评价——以杨房沟水电站为例

采用三维非线性有限元法,模拟了杨房沟拱坝坝体、坝基岩体及主要断层结构面,对坝体进行了位移应力分析,并结合三维极限平衡法分析,对坝肩关键性的可能滑动块体进行了有限元法抗滑稳定分析,论证了两岸关键性的滑块抗滑稳定安全系数均满足设计要求。超载法计算分析成果表明,杨房沟拱坝起裂超载系数在1.6左右,拱坝强度超载系数为4.5~5.0,与国内同等规模拱坝水平相当。在地震作用下,拱坝变形和应力与国内同等工程相类似,坝肩可能滑动块体抗震稳定性满足要求。综上所述,杨房沟高拱坝在正常工况、超载工况及地震工况下均具有较好的整体安全性。     

鲜店拱坝右坝肩裂隙对拱坝安全的影响分析

坝肩岩体存在裂隙或软弱夹层时,坝肩岩体刚度会发生变化,坝体应力也会重新分配,从而导致坝肩岩体失稳而影响坝体稳定。本文以鲜店拱坝为实例,根据有限元法基本原理,利用ANSYS通用软件平台,建立鲜店拱坝及其地基的三维有限元弹塑性分析模型,分析拱坝右坝肩滑坡体及裂隙位置变化对拱坝稳定及应力的影响。     

小湾水电站高水位运行下拱坝和坝肩边坡稳定性分析

基于却荷岩体力学理论和方法,采用大型岩土工程数值分析软件(FLAC3 D ),对小湾水电站高水位运行大坝与边坡相互作用进行了研究,建立了其坝肩边坡和拱坝三维有限元模型。根据施工过程,在初始工况、开挖工况、却荷工况、加固工况基础上,考虑了正常蓄水位情况时拱端推力、坝肩边坡的应力和位移变化规律,并与其监测值进行了对比。结果表明计算值与监测值十分吻合,论证了坝体设计的合理性,为小湾水电站高水位安全运营提供了一定的参考依据。     

大岗山水电站运行初期拱坝工作性态分析

大岗山水电站自2014年底导流洞下闸蓄水以来,拱坝在正常水位下运行1 a多,其工作性态对验证建筑物是否满足设计要求及指导后期运行具有重要意义。笔者对该拱坝运行初期工作性态进行了初步分析,主要内容包括坝体变形、横缝增开度、坝体应力应变、坝体温度场、基础渗流等。历经2个汛期,大岗山水电站库水位在死水位与正常蓄水位之间往复变化,大坝呈现出良好工作状态,坝体变位规律良好,应力分布正常,实测坝体混凝土温升符合一般规律,坝基及两岸渗控系统运行良好,扬压力小于设计值。     

浆砌石拱坝应力变形及坝肩抗滑稳定性分析研究

拱坝的应力变形和坝肩抗滑稳定一直是坝工界的关注焦点。文章结合某浆砌石拱坝的地质特性建立三维数值仿真模型,运用拱梁分载法有限元计算不同工况的坝体应力变形,得出对应的大坝变形特征和坝肩的破坏形态,分析坝体的破坏机理,结论可为该拱坝的设计施工提供一定依据,同时为拱坝安全度评价提供重要基础。     

拱坝加切角措施对坝肩拉应力的影响研究

拱坝是空间壳体结构,体型较为复杂,拉应力过大会导致坝肩失稳甚至溃坝。大量的工程经验表明,拱坝最大主应力常出现在坝肩处,坝肩拉应力的大小直接影响大坝的安全运行。为有效减小坝肩拉应力,采用ANSYS有限元等效应力法,建立拱坝整体有限元模型,对模型施加静水压力、泥沙压力、扬压力、重力、弧门推力等荷载,研究已有高拱坝工程中拱坝坝体结构设计中的加切角问题,分析拱坝在正常温升、正常温降2种运行情况下拱坝坝肩受力情况,与在同种运行情况下与不加切角拱坝作对比分析。结果表明:加切角可有效改善拱坝坝肩受力情况,降低坝肩拉应力。研究成果可为减小拱坝坝肩拉应力设计和实际施工提供参考依据。     

徐家河尾矿库溃坝分析

根据尾矿库溃坝计算可知,尾矿库如遇溃坝,易对人民生命财产造成极大危害,分析尾矿库一旦溃坝所带来的严重后果,以提高相关部门的重视,为相关部门提供科学的水文数据,供防汛部门参考。     

坝体裂缝对拱坝承载力的影响

文章以下涧口水库拱坝的相关数据,选取单位高度拱圈作为研究对象,采用有限元法,应用ANSYS通用计算软件进行模拟计算分析.从拱圈开裂后出现的裂缝条数的变化,拱圈中心角的改变、跨度不同等,多方面分析裂缝对拱圈承载能力的影响.得出裂缝对拱圈的承载能力有所降低,单边开裂对拱圈承载能力降低最为明显,但裂缝数量的增加对拱圈的承载能...     

高拱坝坝基稳定研究

针对高拱坝坝基失稳机理,稳定分析方法,最不利滑型及相应岩石力学参数进行了全面,深入地研究,在此基础上,提出了坝基和坝肩的加固处理原则及优化方案,并采用大规模的渗流场分析及地质力学模型试验分析,验证了理论研究成果及加固处理措施的合理性和有效性。     

淤地坝筑坝规划新技术应用的探讨

伴随坝工技术理论的创新与发展，各种新技术陆续应用于淤地坝规划建设过程中。梯级成坝和滑坡筑坝等筑坝技术的发展为淤地坝建设带来了一场技术革新。GIS信息技术的应用、GMS三维可视化模拟、数字流域的建立大大提高了坝体及坝系规划的速度，为淤地坝规划建设提供了科学的依据。     

紧水滩拱坝变形性态分析

紧水滩大坝已运行了17年,实测资料有效地揭示了大坝变形的分布和变化规律。分析表明,紧水滩大坝实测变形性态正常。     

土石坝和堰塞坝溃决机理与溃坝数学模型研究进展

土石坝溃坝机理与溃坝数学模型研究对于预测溃坝洪水致灾过程和致灾后果具有重要的意义。为此,概要介绍了国内外在土石坝溃决机理与溃坝过程数学模型方面的研究进展,特别是笔者研究团队近年来在该领域的最新研究成果,表明以笔者研究团队为代表的国内专家学者,在高土石坝溃坝离心模型试验技术,高心墙坝、面板坝及堰塞坝溃决机理和溃坝过程模拟理论研究方面走在了世界前列。但在土石坝溃坝过程模拟计算机软件的通用性以及溃坝致灾过程的可视化技术方面与欧美国家相比,仍有相当大的差距。建议今后应加大精细模拟高心墙坝、高面板坝溃坝过程数学模型的研究力度,注重可视化技术在溃坝过程模拟中的应用,加快研制通用性友好,能精细模拟土石坝溃坝及其致灾过程的可视化计算机软件。     

重力坝坝踵应力控制标准的研究

重力坝坝踵应力控制标准问题一直是个难于解决的问题,为了研究这个问题,采用有限元线弹性模型对4种不同高度的重力坝、3种坝体下游边坡、3种地基和坝体弹模比、28组不同网格尺寸进行了计算分析,得出了不同高度、下游边坡、地基与坝体弹模比、网格尺寸情况下重力坝坝踵应力的分布规律,并且得出重力坝采用有限元计算分析的情况下,主拉应力...     

淤地坝淤积对漫顶溃坝洪水影响数值模拟研究

为分析淤地坝淤积高度对漫顶溃坝洪水的影响,选择理想沟道和某小流域内的淤地坝为研究对象,采用耦合溃口演变过程的水动力数值模型,模拟分析了不同淤积程度下淤地坝溃坝洪水过程。研究表明:溃坝洪水流量随淤积高度的增加而减小,且洪峰流量与淤积高度的关系可用二次多项式拟合,相关系数均在0. 99左右,拟合精度较高;淤积高度至坝高20%和40%时,洪峰流量削减率分别达40. 50%和68. 71%,可见在淤地坝运行初期和中期,淤积对洪峰流量的削减效果显著。研究成果对淤地坝系规划及安全度汛有指导意义。     

大坝安全管理与对丰满“病坝”管理的意见

对水电站大坝安全管理,国家电力监察委员会颁发了一系列规定,本文简述了与丰满大坝安全管理及维修加固有关的政府要求,回顾了开展定检以来部分“病坝”、“险坝”的出路,阐述了确定丰满大坝为“病坝”的主要病症以及大坝安全监察中心在确定丰满“病坝”时考虑的摘帽出路与管理意见。     

大广坝土坝上游面的抛石护坡

大广坝左、右岸土坝上游坝面采用抛石护坡型式的设计方式在我国大、中型水利水电工程建设中尚属首次。由于海南省每年汛期台风及热带风暴是引起大广坝土坝护坡遭受破坏的主要原因,大广坝水库多年平均最大风速达17.8m/s,水库最大吹程达10km,最大风浪高约3.0m,按原设计土坝上游面采用一般干砌石护坡型式难以保持坝体的稳定,根据左右岸土坝设计采用土料,经过实地论证,证明左、右岸土坝采用抛石护坡适应坝体沉陷性强的特点,且抛石块径大、表面粗糙、利于透水,消浪效果也较好,能较大程度地降低波浪的爬高,不仅有利于坝体的稳定,而且可降低坝顶高程1.0m,节省土、石方填筑量50万m3,减少工程投资,提高经济效益。