沥青混凝土心墙堆石坝应力变形有限元分析

利用椭圆-抛物双屈服面模型,对某沥青混凝土心墙土石坝进行三维有限元计算分析,研究了坝体在竣工期、蓄水期坝体的应力变形特性.计算结果表明:坝体竣工期最大沉降为50.86cm,占最大坝高(包括覆盖层,计69m)0.4%.坝体蓄水期最大值为50.5m,占最大坝高0.397%.顺河向水平位移较小.其中,竣工期向下游水平最大位移为5.58cm,向上游水平最大位移为4.5cm.蓄水期向上游水平最大位移为8.5cm.竣工期和蓄水期坝体大主应力分布规律相似,且竣工期和蓄水期均存在心墙拱效应.心墙小主应力均大于零,即没有出现拉应力.竣工期和蓄水期坝体的应力水平均不高.     

成层异弹模拱坝模型试验技术及其结构计算

我国兴建了一些采用多种材料建筑的拱坝。为了节省水泥,这些坝的主体采用的是浆砌块石。为了防渗,这些坝的上游面有混凝土防渗板。有的坝体下游还要浆砌条石护面。由于不同的材料具有不同的弹性模量,这些坝的力学特点是成层异弹模。成层异弹模拱坝的应力状态是复杂的。这是一个新的课题。本文讨论了多种材料砌石拱坝的脆性材料模型试验技术问题,包括:1.模型定律的应用问题;2.模型比例的拟定;3.模型的粘结;4.坝面与坝体内部电阻应变花;5.自重应力。本文还讨论了成层异弹模拱坝的结构作用与应力分布的特殊规律,並对成层异弹模拱坝的简捷计算法进行了探索,提出了简便合理的计算方法,以供设计采用。     

长沙坝水库大坝加固方案有限元分析及安全评价

针对长沙浆砌石拱坝运行多年后出现严重裂缝和不对称变形现象,提出了大坝加固方案,并采用三维有限元方法,全过程模拟了坝体施工过程,并分时段模拟了地基应力、坝体自重应力和水沙荷载的分级加载,分析了加固后坝体应力应变分布规律,对大坝加固方案的可行性和合理性作出评价,为工程设计提供依据和建议.     

基于两种本构模型的堆石坝应力变形比较研究

采用邓肯E-B模型与椭圆-抛物双屈服面模型对两岔河心墙堆石坝进行有限元应力变形分析,比较两种本构模型在正常高水位的满蓄期计算得到的坝体应力应变差异。结果表明:(1)两种模型计算的坝体沉降较为接近,邓肯E-B模型计算最大沉降稍小;邓肯E-B模型计算的顺河向水平位移与双屈服面模型相比,上游位移与下游位移均偏大。(2)受心墙拱效应影响,无论邓肯E-B模型还是双屈服面模型,心墙内的主应力均比过渡层小,小主应力均为正,心墙内均未出现拉应力。相比于双屈服面模型,邓肯E-B模型计算的心墙应力受心墙拱效应更为明显。(3)满蓄期防渗墙小主应力在左右岸角部出现拉应力,两种模型计算的拉应力区分布规律基本一致,但双屈服面模型计算的拉应力的值及变化梯度均大于邓肯E-B模型。     

寿宁县麻竹坪水库砌石拱坝裂缝观测与分析

通过对麻竹坪水库砌石拱坝的温度和应力观测,分析砌石拱坝产生裂缝的原因是由温度应力造成的,并据此认为砌石拱坝的温控设计和温控施工至关重要,是避免或减少砌石拱坝裂缝产生的有效手段.观测到现坝体内温度稳定应力稳定,裂缝已经闭合,对拱坝的安全运行不会产生严重后果.观测数据和分析结论可以为今后砌石拱坝的设计和施工提供参考.     

自生体积变形对高拱坝温度应力的影响研究

自生体积变形是评价混凝土抗裂性能的一个重要参数.在温度场仿真的基础上对小湾高拱坝混凝土自生体积变形进行温度应力敏感性分析,对自生体积变形进行假定时,考虑混凝土为收缩型和膨胀型.计算结果表明,早期膨胀、早期收缩型混凝土只对坝体早期温度应力影响较大,对坝中心温度应力最大值影响不大;膨胀期越长,坝中心温度应力最大值越小,最终残余温度应力越小,对坝体混凝土的抗裂性有利.     

大岗山拱坝施工期空库状态下应力仿真分析及评价

根据大岗山拱坝的实际浇筑过程,采用三维非线性有限元仿真计算大岗山拱坝在自重、温度荷载及蓄水压力的不同组合工况下的坝体应力情况,得到坝体应力分布规律,在此基础上着重对比分析了坝踵、坝趾在不同荷载作用下的应力.计算结果表明,由于大岗山拱坝在完建时处于空库状态,受坝体体型影响,坝体重心位置略偏向上游侧,使得坝底上游侧受压而下游侧受拉,但其应力大小距蓄水后的应力水平及最大拉应力控制标准均有一定的富余度,不会对坝体及坝踵、坝趾产生不利影响.     

砌石双曲拱坝坝体应力的研究

本文总结了地质力学模型试验、有限元法和拱梁分载法研究砌石双曲拱坝坝体应力的成果,并通过三种方法研究成果的比较,揭示出双曲拱坝坝体应力和变位的基本变化规律。以供实际工程参考。     

超深覆盖层上沥青混凝土心墙堆石坝防渗系统抗震安全性

在高地震烈度区和深厚覆盖层等特殊环境和复杂地质条件下建造沥青混凝土心墙堆石坝已越来越受到重视,目前国内还没有此类坝型遭遇强震的记录.由沥青混凝土心墙、混凝土廊道和混凝土防渗墙组成的防渗系统往往是工程成败的关键环节.位于大渡河上的某工程最大坝高85.5m,防渗墙深111.0m,如此深的防渗墙在工程中并不多见.为了研究强震区深厚覆盖层上沥青混凝土心墙堆石坝防渗系统的抗震安全性,以此工程为背景,建立三维有限元模型,并采用子模型技术对防渗系统进行精确模拟.计算分析得出了关于防渗系统的加速度、动位移和动应力反应分布规律,认为沥青混凝土心墙堆石坝的防渗系统在地震过程中是安全的,具有较好的抗震性能.     

黏土心墙坝水力劈裂发生机理及判别方法

采用基于Biot固结理论的有效应力分析方法,对某黏土心墙土石坝进行了数值计算,分析坝体的有效小主应力、总小主应力及应力水平的分布特点,并在分析黏土心墙坝水力劈裂发生机理的基础上,对坝体心墙发生水力劈裂的可能性进行判断.结果表明:分别采用有效应力法和总应力法判断水力劈裂是否发生,二者结果是一致的;此外,蓄水后心墙上游侧应力水平较大,其可能的剪切破坏会导致心墙产生裂缝,进而引发心墙水力劈裂,因此,判断心墙水力劈裂是否发生时,应考虑应力水平的影响.