有限元法计算重力坝应力时的控制标准

近二十年多来，我国广泛采用了有限元法进行重力坝坝体庆力分析，但未制定用此法分析时的应力控制标准，使该法计算结果的应用受到限制。本文通过算例与工程实例的分析，初步提出了以坝基面上游部分重直拉应力分布的相对宽度作为用有限元法计算重力坝坝体应力时的控制标准。     

土卡河水电站厂房坝段应力应变研究

采用数值模拟方法,对土卡河水电站厂房坝段整体混凝土结构及重点部位(进水口、蜗壳、尾水管)和大坝基础进行了应力应变研究.结果表明:坝顶向下游最大位移1 250cm,坝顶最大沉降1 128cm;地震工况下坝趾出现-0 818MPa的拉应力,坝踵在工况6下出现拉应力;蓄水工况下,进水口底部、蜗壳底部、尾水孔周边均存在极值约为-0 5MPa的拉应力.     

重力坝分层浇筑模拟对应力变形结果影响分析

在高混凝土重力坝坝体变形和应力状态数值分析中，是否考虑混凝土分层浇筑过程和分步施加自重荷载对其计算结果有重要影响。利用有限元分析软件ANSYS的单元生死功能，模拟大坝浇筑过程，分步施加自重荷载，得到施工期坝体的变形和应力状态，并与一次性施加自重荷载方式的计算结果比较，研究混凝土分层浇筑对坝体变形和应力的影响。结果表明，一次性施加自重荷载的方式使坝体倾向上游的变形增大，坝踵压应力和坝趾拉应力增大；而考虑混凝土分层浇筑过程得出的坝体变形和应力结果更加符合实际。     

混凝土重力坝的分区应力计算

文中论述了对于中等高度的混凝土实体重力坝,从经济合理和简化设计、施工等方面考虑,往往是在坝体外部采用较高标号混凝土,内部用低标号混凝土。计算各标号区的坝体应力目前尚无精确而简便的计算方法。本文介绍采用常用的重力法近似确定实体坝不同标号部位的应力。具体做法是引入混凝土高低弹模比且数值大于1的系数β,而可将两种不同弹模的实体坝化引成同一种弹模的宽缝重力坝,则可援用计算宽缝重力坝的方法求解其应力。本文所用近似办法也可应用于坝体外壳是常规混凝土,内部是碾压混凝土实体坝的应力分析。文章还列举了一中等高度实体坝的具体算例。     

LD河床式水电站厂房坝段变形研究

LD水电站蓄水后厂房坝段坝顶变形持续增大,且最大变形超过原计算值。为分析其原因,利用有限元软件对LD水电站厂房坝段进行仿真计算。从外荷载分量、温度分量、时效分量3个方面开展厂房坝段变形计算。将变形叠加后与实测变形相比较,分析坝顶变形持续增大的原因。结果表明：坝顶变形中外荷载分量占比最大,为总变形的50%,其次为时效分量和温度分量,分别占总变形的27%和23%。坝前水位稳定之后坝顶变形增量主要由时效和温度引起,其中时效变形占后期变形增量的86%,温度变形占14%。随着时间的推移,混凝土徐变逐渐收敛,温度场逐渐稳定,时效变形和温度变形趋于稳定,因此坝顶变形不会持续增大。原变形计算对温度及时效影响的考虑不足,导致监测值大于原计算值。建议类似工程变形计算应充分考虑温度与时效对结构变形的影响。研究成果可为河床式电站厂房坝段变形复核及预测提供参考,为解决类似工程问题提供了一种思路。     

多标号混凝土重力坝分区应力计算

混凝土实体重力坝，从经济和施工等方面考虑，往往在坝体外部用高标号混凝土，内部用低标号混凝土。在外部高标号的部位也视不同情况，采用两种不同的高标号混凝土。但是计算各标号区的坝体应力目前尚无精确而简单的计算法。本文介绍用常用的重力法确定实体坝三种不同标号部位的应力。这种方法也可应用坝体外壳是两种标号的常规混凝土，内部是碾压混凝土实体坝的应力分析。文内还列举了１００ｍ高，三种标号实体坝的算例。     

混凝土重力坝温度应力仿真分析

混凝土重力坝作为广泛应用的坝型,经多年运行,多数混凝土坝都会出现裂缝等病害,结构稳定受到影响.本研究以辽宁葠窝水库为例,在简单分析了裂缝产生原因的基础上,采用有限元三维仿真数值分析法对坝体温度场及其温度徐应力进行了分析计算.结果表明,坝体中下部区域的温度常年保持不变,温度变化的区域是上下游坝面附近、 坝顶附近和溢流面附近.针对温度应力的分析结果,证实了采用水管冷却的降温方式可以使各个区域混凝土降温幅度明显.最终提出了降低混凝土温度的措施,对类似坝型具有重要的借鉴意义.     

碾压混凝土重力坝岸坡坝段三维渗流计算

思林水电站位于贵州省东北部,乌江干流中游。思林水电站碾压混凝土重力坝为一等工程,最大坝高117m,坝顶高程452m,坝顶全长310m。     

已建重力坝坝内开孔的非线性应力分析

结合某电站的改扩建工程，对坝体开孔进行三维非线性计算，采用混凝土五参数屈服准则，分析大坝的应力状态，计算结果表明，坝体开孔后会引起局部的应力集中现象，但不会对整体结构产生大的不利影响，最大拉应力未超出该部位混凝土的允许抗拉强度，敏感性分析表明：若降低混凝土的强度指标，孔周将会出现一些局部的开裂区，但趋于稳定。     

基岩变形对重力坝应变影响有限元分析

混凝土重力坝基岩面应具备地质条件好、力学性质稳定等特点,能够较好承载坝体自重和水压力荷载.文章建立重力坝基岩面三维有限元模型,模拟分析不同工况的地基基岩部分典型剖面的应力变形分布状况,通过计算成果评价大坝建基面的合理性和坝体的安全稳定性,为该大坝选址提供参考.     

基于有限元等效应力的重力坝坝踵应力分析

采用有限元进行重力坝坝体应力分析时,坝踵应力的取值一直是坝工界长期关注的问题。基于有限元等效应力的思想,提出了一种新的简化等效方法,通过限制网格的大小来计算坝踵应力,得到的应力值可作为设计的参考。     

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...     

基于非连续变形分析的重力坝变形预警指标

传统的确定大坝安全监控指标的方法都采用小变形和连续性假设,不能把重力坝的整体抗滑稳定与大坝变形有机地结合起来。在研究影响混凝土重力坝安全的因素和预警指标体系的基础上,引入基于块体理论的非连续变形分析,考虑坝体和坝基整体抗滑稳定,采用强度折减系数法分析了三峡大坝左岸厂房3#坝段的整体抗滑稳定性,得到了安全系数与大坝位移之间的内在联系。根据失稳判据和坝体位移与强度折减系数之间的关系曲线确定了大坝的结构性态,并估计出大坝弹性状态和承载极限状态的变形预警指标。     

基于ANSYS的拱坝等效应力计算及图形显示

针对有限元软件ANSYS拱坝等效应力计算中存在的问题,以及结果不能在ANSYS后处理模块中直接进行图形显示,利用ANSYS参数化设计语言阐述了等效应力过程中坐标系设置、沿路径积分、夹角求解等关键问题的解决方法,同时采用单元转化及结点输出列表修改的方法,在ANSYS后处理模块中实现了拱坝坝面各结点有限元等效应力的计算和结果图形化显示的一体化.以某拱坝为例分析了有限元应力与等效应力在分布规律上的差异性,验证了方法的可行性.     

阿海水电站厂房坝段地震破坏试验研究

采用和混凝土力学性能相似的仿真混凝土材料,结合振动台试验技术,对模型进行合理设计。采用逐级加载方法,研究阿海碾压混凝土重力坝厂房坝段在地震荷载作用下的动力破坏发展过程及地震破坏形态。试验结果表明:引水管和坝体相交的坝头部位是厂房坝段的抗震薄弱部位;大坝开裂后坝体的整体刚度迅速下降,可以结合坝体基频、残余应变的变化以及对坝体表面宏观裂缝的观察,综合分析大坝的损伤破坏过程。试验结果为工程设计人员进行大坝抗震设计提供了参考。     

深覆盖层上壤土心墙土石混合坝三维有限元应力变形分析

在深覆盖层上修建高土石坝,当采用两道混凝土防渗墙时,防渗墙与坝体、坝基的联合作用会使得防渗墙和心墙的应力和变形变得更为复杂。采用稳定渗流有限元分析,确定作用在心墙和防渗墙上的水荷载,建立坝体和坝基的三维有限元模型,采用非线性邓肯-张模型,计算了施工期和运行期坝体应力和变形,分析了深厚覆盖层上采用两道防渗墙的坝体和防渗墙的应力变形特性,评价坝体和混凝土防渗墙的稳定和安全,并提出该类防渗墙的施工建议。     

棉花滩碾压混凝土重力坝稳定应力分析

棉花滩RCC重力坝由于横缝间距大,受力不均,尤其是岸坡上坝段,其稳定应力分析未有现成的方法可循,设计中采用“等K值法”及三维有限元法来尝试解决这一问题,本文重点总结了这方面情况,另外也介绍了深层滑动稳定分析及其他常规的计算分析。     

糯扎渡地下厂房开挖围岩变形及支护应力监测

为了掌握糯扎渡电站地下厂房的开挖质量,开挖施工期间,针对地质情况和开挖设计方案,在厂房顶拱和边墙等典型部位布置了8个主要监测断面,对围岩应力、变形进行监测。监测成果表明：地下厂房开挖方式和支护体系设计合理,厂房顶拱和边墙岩壁光爆和预裂效果好,开挖对围岩变形影响小,桥机运行后,岩壁梁锚杆应力与岩壁间裂缝未显著增加。     

关于粉煤灰混凝土重力坝应力分析的探讨

粉煤灰混凝土坝在中小型工程中前景看，但对它的设计理论有待进一步研究，本文简要介绍其应力分析方法，以供设计者参考。