黏土心墙坝加固中混凝土防渗墙应力变形研究

结合某病险黏土心墙土石坝加固所采用的混凝土防渗墙方案,分别按普通刚性墙和三种不同弹性模量塑性墙进行了典型剖面数值模拟,分析了土石坝加固中混凝土防渗墙以及坝体应力变形规律,比较了塑性墙和刚性墙的性能差别,以及塑性混凝土材料对防渗墙应力变形的影响。结果表明:塑性墙的应力分布均匀且压应力、拉应力、剪应力均远小于刚性墙的,塑性墙与坝体的变形协调性良好,而刚性墙与坝体变形相差较大、增加了墙体应力,塑性混凝土防渗墙在应力变形方面明显优于刚性混凝土防渗墙。     

碾压式沥青混凝土心墙砂砾石坝有限元分析

通过非线性静力有限元计算,得出坝体、坝基与心墙的应力与变形情况,竣工期坝体最大水平位移为0. 06 m(向上游变形),竖向沉降最大值为0. 58 m。满续期坝体最大水平位移为0. 33 m(向下游变形),竖向沉降最大值为0. 58 m。竣工期和满蓄期的心墙最大压应力分别为12. 5和13. 2 MPa。坝体位移分布符合土石坝体的变形规律,可采取一定的工程措施提高坝基密实指标,减小坝基的沉降。心墙没有出现拉应力,竖向应力大于水压力,不会发生水力劈裂或拉裂现象。     

尼雅水库坝料动力特性研究及三维地震反应分析

为研究沥青混凝土心墙坝抗震能力,以新疆尼雅水库为例,利用大型三轴仪进行动模量阻尼比和永久变形试验,分析筑坝材料的动力特性,并采用等效线性黏-弹性模型和大工双曲线残余变形模型对坝体进行地震反应分析。结果表明:砂砾料和过渡料的最大动剪切模量比堆石料高4%～11%,而堆石料的最大阻尼比比砂砾料和过渡料高4%～14%;心墙沥青混凝土的最大动剪切模量随着围压和固结比的增大而增大;地震动力反应时,坝体各方向最大位移、加速度和最大永久变形均发生在坝顶处,且顺河向最大位移为0.042 m,最大加速度为4.98 m/s~2,坝体上下游土体顺河向可产生拉应力破坏,心墙最大永久变形发生在坝顶处,坝体的最大沉降比心墙高0.035 m,坝体与心墙协调变形能力较强。结果表明,尼雅沥青混凝土心墙坝"金包银"结构具有良好的抗震性能。     

坝内开裂泄水涵洞渗流-应力耦合有限元计算分析

依托于某粘土心墙坝内泄水涵洞墙体混凝土开裂,通过坝体变形参数确定渗流-应力耦合数值模拟方法,分析了泄水涵洞混凝土结构的应力应变特性。有限元计算成果表明：渗流-应力耦合条件下,坝体与涵洞共同受力时涵洞结构整体沉降变形较小;校核洪水位工况时泄水涵洞墙体混凝土结构最大拉应力出现在A型第4段顶板外侧,为1.131 MPa。建议对仍在渗水的裂缝采用压浆封闭处理,其它裂缝进行表面封闭。     

官帽舟水电站沥青混凝土心墙混合坝静力研究分析

官帽舟沥青混凝土心墙混合坝最大坝高109 m,坝体下游干燥区尽可能充分利用泄洪开挖利用料。根据筑坝材料试验参数,采用邓肯一张模型,进行三维非线性坝体静力研究分析,坝体最终沉降较小,坝体变形适度,沥青混凝土心墙顺河向位移很小,坝体的应力水平合理,沥青混凝土拉应力小于拉伸强度,说明沥青混凝土不会发生水力劈裂破坏。官帽舟沥青混凝土心墙混合坝能较充分利用泄洪开挖的软岩利用料,合理可行。     

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.     

砂土ＵＨ模型在土石坝有限元分析中的应用

利用砂土ＵＨ模型对两岔河水库工程心墙堆石坝进行了应力变形三维有限元计算,分析了坝体在竣工期和满蓄期的应力变形特性。结果显示:坝体在竣工期和满蓄期的最大沉降分别为７３．８ｃｍ和７７．７ｃｍ;坝体在竣工期和满蓄期的大主应力、小主应力均存在拱效应,大主应力的拱效应更显著,心墙内小主应力均为正,未出现拉应力;竣工期和满蓄期防渗墙左右两侧小主应力出现了拉应力区,防渗墙最大拉应力和压应力均在混凝土强度容许范围内。大坝应力变形的计算结果符合心墙堆石坝应力变形一般规律。有限元计算结果均在合理范围内,表明砂土ＵＨ模型在土石坝工程中有较好的适用性。     

沥青混凝土心墙堆石坝有限元数值分析

基于邓肯-张E-B材料本构模型,采用大型通用有限元软件ADNIA,对某沥青混凝土堆石坝进行了应力变形有限元计算,以便研究其应力应变特性.并在计算结果的基础上对沥青混凝土心墙的邓肯-张材料模型参数杨式模量、凝聚力、体积模量等进行了敏感性分析.坝体有限元计算结果表明:坝体上、下游坝坡附近小范围内出现拉应力;坝体应力在心墙附近有突变,出现了拱效应;各参数的变化对心墙的应力应变影响程度不一,其中杨式模量K、杨式模量指数n属于高敏感性参数,而体积模量指数m为低敏感性参数.为确保大坝安全,在上、下游坝坡采取必要的护坡措施,同时在大坝填筑施工时应适当提高上、下游坝坡附近坝体的压实标准;为保证心墙的稳定安全,适当调整沥青混凝土的配合比,并根据试验计算调整心墙的变形模量,使之和过渡料的模量协调一致,尽量减小沉降差异带来的不利影响.     

前坪水库大坝应力变形及抗水力劈裂研究

心墙土料与坝壳砂卵砾石料、堆石料模量差别较大,为研究大坝心墙拱效应对心墙的应力变形及抗水力劈裂的影响,根据大坝材料分区及坝基地质情况,考虑施工填筑及蓄水过程分级加载,采用非线性邓肯-张模型对大坝应力变形进行研究分析,对前坪水库心墙的应力变形、抗水力劈裂进行分析。计算结果表明,坝体应力和变形分布符合一般规律,坝体最大竖向沉降发生在1/2～2/3坝高范围内,考虑心墙拱效应后,心墙抗水力劈裂是安全的。同时,结合已建工程经验,在大坝易出现裂缝部位可采取填筑高塑性土等工程措施,防止因裂缝而引发集中渗流破坏,避免心墙与基岩面产生裂缝。     

300m级超高斜心墙和直心墙堆石坝应力变形分析

为了优化设计和安全评价,对某300 m级超高直心墙堆石坝和作为比较方案的斜心墙堆石坝进行了三维有限元应力变形计算。对坝体堆石料采用邓肯张E-B非线性弹性模型,对高塑性黏土与混凝土结构接触面采用Goodman单元模型,分43级荷载对坝体的施工和蓄水过程进行模拟,比较分析两种坝型在蓄水期坝体和心墙的应力和变形性状。结果表明,相对直心墙方案,斜心墙方案计算所得坝体的最大水平位移相对较小,垂直沉降较大。斜心墙方案下心墙两岸坝肩处高应力水平区域有所减小,可以适当改善心墙上游面单元的应力和变形条件。斜心墙方案下心墙的拱效应相对较弱,其抗水力劈裂的性能稍好。     

非饱和土的有效应力参数研究

本文在评价了现有非饱和土有效应力参数确定方法的基础上，提出了一种新的求解方法。这种方法直接从非饱和土应力应变关系、孔隙气压力和孔隙水压力入手，推导出反映剪应力和球应力的有效应力参数公式。同时根据武功黄土试验资料进行了整理，所得有效应力参数规律性较好。     

水压致裂应力测量在铁路隧道设计中的应用

在秦岭1、3、4、5号等4个钻孔中进行的水压致裂应力测量获得了600m以上地层内的主应力值及最大水平主应力方向。通过对所得应力资料的综合分析研究,为铁路设计部门在确定隧道走向及考虑岩爆问题方面提供了有益而可靠的依据。同时也为水压致裂应力测量在地下工程勘探设计中的应用开拓了新的领域。     

宾汉体水流中泥沙起动机理

本文分析了宾汉流体中宾汉极限剪切力τB对泥沙起动起阻碍作用的力学机制，得出均匀无粘性沙的起动拖曳力的一般表达式。并对结果定性分析得到：(1)存在粒径D*，对粒径小于0.1D*的泥沙，起动中重力因素可忽略不计；对粒径大于10D*的泥沙，宾汉极限剪切力因素可忽略不计。(2)宾汉流体中τc随颗粒粒径D的变化关系为马鞍状曲线。存在某个粒径Dmin，其所需τc最小。     

混凝土重力坝坝体应力数值计算的可视化

将规范计算混凝土坝体应力进一步细化,通过对坝体应力函数采用变步长网格法编程计算,计算了各节点的主应力和最大剪应力,并采用样条插值实现了应力等值线的简化计算,同时也给出了应力迹线的分布,为设计人员提供更为简单、直观的应力场。     

振动时效工艺在水轮机顶盖、底环加工中的应用

洪坝水电站水轮机顶盖、底环加工过程中采用了振动时效工艺.多年运行效果表明,振动时效工艺能够降低堆焊抗磨层及加工产生的残余应力,保证了工件加工尺寸稳定性,为振动时效工艺在水轮机部件加工过程中的应用提供了经验.     

应力指数法在拱坝主应力满应力设计中的应用

阐述用应力指数法实现拱坝主应力满应力设计的思路和方法要点 ,介绍等截面圆弧拱坝及变截面抛物线拱坝两种算例成果 .算例表明 ,应力指数 βi 相对固定的应力指数法是适应拱坝主应力满应力优化的有效、可行的方法 ,只需在原有的拱坝应力分析程序的基础上稍加扩充即可实现 .对于初始方案基本合理的拱坝 ,一般迭代 5～8次 ,优化后坝体方量可节省 1 2 %～ 2 0 % .     

热应力作用下的有效压力对多孔介质渗透系数的影响

渗透系数是地下水水力学和岩土力学中的一个重要参数，渗透系数的大小与含水层骨架所承受的有效应力关系密切。含水层储能过程中回灌水的温度与背景温度不同，固体骨架温度变化产生的热应力将导致有效应力的变化。本文结合含水层储能过程的特点，通过实验和理论推导，着重研究了存在热应力作用时回灌过程中的有效应力对渗透系数的影响。研究表明，在温差较小的情况下，热应力对渗透系数影响很小。该结论对含水储能过程中的流动与传热特性研究有指导意义。     

高应力条件下循环球-偏应力耦合作用对饱和尾粉砂动力特性影响分析

受地震作用影响,细粒化高堆尾矿的潜在安全隐患愈加突出。为了探究地震荷载作用对饱和尾粉砂动力特性的影响规律,开展了一系列的循环球应力与循环偏应力的动三轴试验来模拟地震荷载产生的复杂应力条件。系统地研究了在高应力条件下循环球-偏应力耦合作用对饱和尾粉砂累积孔压和累积塑性应变的发展特性。试验结果表明：在单纯循环球应力作用下,饱和尾粉砂产生的累积孔压不足以引起试样发生破坏;与单纯循环偏应力相比,循环球-偏应力的耦合会抑制累积孔压与累积塑性应变的发展。通过对试验结果的分析,建立了满足高应力条件下的饱和尾粉砂累积孔压耦合经验增长模型;同时,并从有效应力路径、颗粒破碎和塑性应变机理的角度揭示了循环球-偏应力的耦合机制。这些研究可为我国的细粒化高堆尾矿坝的抗震研究提供一定的参考。     

河床式地面厂房整体稳定计算分析

通过对某河床式地面厂房的整体稳定和地基应力的计算,对厂房建筑物结构设计进行调整,解决了厂房机组段基底拉应力问题,以满足规范要求。     

广州抽水蓄能电站地下厂房区地应力场分析

本文依据广州抽水蓄能电站地下厂房区4个钻孔不同深度的地应力实测资料,介绍了4个二维和1个三维地应力场的分析成果。通过这些分析计算,对该地区地应力场变化规律、地质构造应力场主压应力方向、地下厂房处地应力状态等有了比较深入的认识。并采用有限元和应力回归分析方法,对自重应力场和地质构造应力场,建立了比较符合实际的力学模型,进行了模拟计算。