吉林省老龙口水库土坝坝体有限元计算分析

针对老龙口水库粘土心墙土石坝筑坝材料利用施工现场开挖料分区填筑和各分区材料性质相差较大以及坝体应力状态较复杂的特点,运用有限元软件计算分析坝体在竣工期和正常蓄水位工况下典型断面的应力分布规律,计算结果表明:粘土心墙应力与坝壳基本协调,应力满足设计要求。     

胶凝粗粒料的弹塑性模型与应用研究

目前工程技术人员对胶凝粗粒料能否应用于高堆石坝等重要、永久性建筑物还存在疑虑,这主要是由于目前对胶凝粗粒料力学性质研究尚不充分。尚没有广为认可的胶凝粗粒料标准本构模型,使得胶凝粗粒料数值模拟结果可信度较低。进行了胶凝砂砾料大围压范围(7级围压,范围100～3000 kPa)的室内三轴剪切试验,试验结果表明,胶凝砂砾料力学性质具有压硬性、强度非线性、强剪胀性和应变软化性等显著特征。研究发现,三轴应力路径的胶凝砂砾料应力应变关系可用驼峰曲线较好描述,其体积剪胀性可采用Rowe剪胀方程描述,以此建立了三轴应力平面内胶凝砂砾料应力应变关系,并根据广义塑性理论中切线模量与塑性模量之间的关系,将模型拓展至三维应力空间,得到了胶凝砂砾料弹塑性本构模型。试验结果和前人多组试验结果对该模型进行了验证,均表明模型具有良好的适用性,模型简明、实用,易于数值实现。将该模型成功应用于一个高面板坝的"胶凝增模区"弹塑性分析,并从坝体、防渗体应力变形安全性方面评估了胶凝料用于高堆石坝"增模"的可行性。     

循环应力历史对饱和软黏土小应变剪切模量的影响

饱和软黏土的小应变剪切模量Gmax是其基本力学参数。在进行饱和软黏土的有效应力动力分析时,往往认为小应变剪切模量Gmax只随着有效应力的降低而衰减,而不受动荷载应力历史的影响,因此基本采用静力状态下得到的小应变剪切模量代替相同有效应力时动力状态下的小应变剪切模量。但是,对于饱和软黏土,目前并没有足够多的试验数据证明这一假设。基于这一考虑,通过GDS动三轴及弯曲元测试系统,研究了循环应力历史对饱和软黏土小应变剪切模量的影响,试验结果表明循环应力历史对Gmax的影响较大,采用静力状态下得到的Gmax代替动力状态下的Gmax并不可取。同时,发现可以使用小应变剪切模量的突变来表征饱和软黏土的结构破坏。     

大溶溪尾矿堆积坝稳定性分析初探

根据大溶溪尾矿坝的勘探资料及土工试验数据,揭示了该尾矿坝坝体材料空间分布状态及其物理力学特性;坝体稳定性分析采用工程地质特征定性分析法与极限平衡定量分析法.定量分析时,可得到尾矿坝体在现有高程和不同运行情况下的稳定性安全系数.根据稳定性分析相关原理,对影响尾矿坝稳定性的主要因素进行了分析与探讨,为尾矿坝安全运行提出了一些建议.     

聚丙烯酰胺改良黏土边坡稳定性分析

为研究聚丙烯酰胺(PAM)和木质纤维素对藏东南地区黏土冻融循环条件下的力学性质改良效果,对不同冻融循环次数后的未改良、PAM单独改良以及PAM和木质纤维素复合改良黏土试样,利用ZJ型应变控制直剪仪进行了直接剪切试验.利用Abaqus有限元模拟软件计算不同内摩擦角和黏聚力,进行边坡稳定性分析.通过分析,PAM单独改良以及...     

建筑用砂轻量土的物理力学性质试验研究

论文主要对轻量土开展物理力学性质试验,通过改变EPS种类、EPS掺量、水泥和水的掺量比以及击实能量和养护条件等来分析轻量土的物理力学性质,根据试验数据作出了一系列的密度,、强度和应力应变图,得出轻量土的物理力学性质。     

浅析汾河二库大坝安全监测设计

就大坝监测仪器的布设作了简单介绍，并对坝体、坝基的温度应力以及坝踵、坝趾处的应力应变观测结果进行了分析，为研究工程实际运行形态提供了依据。     

薄层砂岩及板岩互层岩石在面板堆石坝中的应用及坝体分区研究

某工程混凝土面板堆石坝最大坝高160m,坝址区天然砂砾石料及粘土料缺乏,块石料为薄层砂岩夹极薄层板岩,或薄层砂岩与薄层板岩互层状分布,层间断层及软弱夹层较发育,极薄层板岩及软弱夹层含量较高。该文通过坝料试验、坝料平衡、坝坡稳定计算、应力应变分析,对面板堆石坝利用薄层砂岩及板岩互层岩石的筑坝特性及坝体分区进行了研究。     

沥青混凝土心墙堆石坝渗漏探测与套阀管法控制性灌浆渗漏处理措施研究

针对沥青混凝土芯墙堆石坝坝体和坝基多重介质物理力学性状差异大、应力应变状态复杂、坝体渗漏探测和处理难度大的问题,基于工程实例,形成先分析地质、设计和施工过程资料,再利用物探为辅、钻孔探测为主的综合探测手段,进一步确定大坝渗漏范围和性质;同时针对堆石坝堆石结构特点制定了套阀管法和多种浆液体系的控制性灌浆工艺。采用上述方法进行处理后,大坝总渗漏量从最初的700多L/s减少到了6.4 L/s,处理效果明显。     

深部黏土渗透特性试验研究

龙固矿区深部黏土层由于深埋藏、高应力和固结时间长,所以其结构和物理力学性质与浅层黏土有所差异。为研究深部黏土的渗透特性,利用改装后的 SJ-1A.G 三轴剪力仪对龙固矿区第三系黏土进行室内渗透试验。首先研究了渗透系数与轴向应力的关系曲线,通过回归分析法拟合出渗透系数关于轴向应力的函数,总结了深部黏土和浅层黏土在回归系数上的差别;然后进一步研究了深部黏土渗透的各向异性和内在原因;最后得出渗透系数与轴向应变的关系曲线,深部黏土与浅层黏土的区别在于深部黏土没有小斜率延伸段。原因在于高应力下,浅层黏土明显屈服,发生塑性流变;深部黏土屈服不明显,而是发育微裂隙。该研究对深厚覆盖层矿井和深基坑防治水的设计有指导意义。     

某黏土心墙砂砾石坝安全监测及工程性状分析

介绍了某黏土心墙砂砾石坝的安全监测成果。由于主坝左坝肩边坡陡峭,是该工程的重点薄弱部位,特采用TS型位移计和GKD型孔隙水压力仪观测防渗心墙与岸坡混凝土接触部位的变形和渗流状态。监测成果表明,尽管该大坝的边坡满足规范要求,但仍在左坝肩心墙与混凝土垫层接触面出现了较大的变形和渗流异常,因此,认为在进行心墙坝的岸坡坡度设计时,除了应满足规范要求外,确定什么样的边坡可以防止因防渗心墙的不均匀沉降而致产生裂缝应作专门研究,应加强心墙重点部位的渗流观测,在进行黏土心墙坝的有限元计算时,对施工期和蓄水期应分别选用非饱和及饱和两套土性指标。     

基于有限元法分析混凝土大坝的冻融破坏

采用有限元法研究了混凝土大坝由冻融循环引起的破坏机理,根据大坝所在地的温度,数值模拟了大坝的温度场,通过大坝温度场得到了热应力场,研究结果表明大坝下游面最易产生破坏。     

复杂地基上高拱坝开裂与稳定研究

研究复杂地基上高拱坝坝面开裂与稳定的力学机制,这些机制涉及到大坝温度变化、大坝的基础弱化、渗流影响等.首先从分析大坝坝面裂纹细观开裂扩展的主轴本构力学机制、节理岩体的宏观开裂强度条件.然后提出大坝破坏的机构条件作为大坝整体稳定的判据.最后结合复杂地基的溪洛渡拱坝,运用提到的开裂与稳定模型,分析大坝在超载工况下,裂纹从细观裂纹扩展到宏观开裂,以至大坝失稳的全过程;分析建基面的点安全度随超载变化规律以及大坝的整体稳定.结果显示提到的分析方法有较好的应用价值.     

基于堆石体二元介质模型的面板坝数值计算

 对于高面板堆石坝而言,在高应力场作用下堆石颗粒破碎明显,从而导致坝体变形率增加,因此在数值计算中必须考虑颗粒破碎的影响,传统的堆石体本构模型由于不能合理反映颗粒破碎的影响,导致计算变形与实测变形差别较大。天生桥面板堆石坝为我国已建工程中同类坝型的第一座200 m级高坝,具有丰富的原型观测资料,在基于考虑堆石体颗粒破碎的二元介质模型的基础上,采用平面有限元分析坝体的应力变形性状,并与实测结果进行了对比分析,结果表明：考虑颗粒破碎后,坝料的剪胀量将会减小,剪缩量相应增大,建议模型的计算结果定性上更加精确,定量上也更为合理,可以更好地反映面板坝尤其是高面板坝的应力变形特性。     

基于强度折减法的尾矿库（坝）稳定性计算

将渗流—应力耦合思想引入到强度折减法中,以云南某尾矿库的初步设计资料为依据,对该尾矿库不同水位高度下的稳定性进行了分析,并根据已知的数据验证了计算结果的可靠性,研究成果完善了强度折减法在尾矿坝工程中的应用。     

酥油口水库坝址工程地质条件分析及坝型选择

针对酥油口水库坝址区较复杂的工程地质条件,从地形地貌、地层岩性、地质构造、岩体物理力学性质及透水性等方面,对坝址区地质环境各因素及各种坝型适宜性进行分析论证,结合当地天然建筑材料优势,最终选择技术和经济均较优的沥青砼心墙砂砾石坝坝型方案。     

水库大坝钢筋混凝土防裂施工要点探讨

通过分析坝体混凝土裂缝的类型和形成原因,研究了防止坝体混凝土出现裂缝的对策,针对水库大坝工程的特点,从配制低温混凝土、妥善配料、分段浇筑和设置接缝、振捣施工工艺、养护措施等过程探讨了裂缝控制的施工要点,以确保大坝施工质量。     

Case study on viability of using head-separated micropiles as foundation system for check dams

Check dams constructed in steep mountainous areas require the rationalization of the dam body and foundation system. In general, soil cement replacement or caissons are often adopted for foundations. In such cases, reducing the construction effort is a critical issue. To address this, the authors studied the viability of a new type of check dam foundation consisting of a group of micropiles whose heads are structurally disconnected from the dam body. The system, coined a head-separated micropile group (HMG) foundation, enables the saving of labor and a reduction in the cross-sectional forces applied to the micropiles. Firstly, a full-scale loading test of the HMG was conducted. Then, a finite element model was formulated and its parameters fitted to make it suitable for reproducing the experimental results. Finally, using the FE model, the performance of a typical rigidly connected micropile foundation and that of the HMG system were compared in terms of the bearing capacity and displacement of the check dam body. The results confirmed that, although its displacement was 1.25 times larger than that of the rigidly connected foundation, the HMG system led to a factor of safety of 3.5 against micropile buckling.     

Seismic performance and numerical simulation of earth-fill dam with geosynthetic clay liner in shaking table test

In this paper, shaking table tests were carried out on both a small-scale and a full-scale earth-fill dams with geosynthetic clay liners to examine their seismic performance. The behavior of these fully instrumented earth-fill dams when subjected to seismic loading was also simulated by numerical analysis. Firstly, in the small-scale shaking table test, no failure was observed along the geosynthetic clay liner when the earth-fill dam was subjected to seismic motion. Numerical analysis confirmed that the behavior of the model earth-fill dam was unaffected by the geosynthetic clay liner. Secondly, a comparative shaking table test was carried out on full-scale earth-fill dams, one with a sloping core zone and another with a geosynthetic clay liner. Both model dams showed similar acceleration response and deformation behavior. It should be mentioned that the acceleration response increased gradually toward the top of the dam, and the deformation, after shaking, was relatively large near the foot of the slope. These observations were successfully simulated by the numerical analysis.