淤沙在坝--库水--地基系统动力时程响应中的影响研究

采用Arbitrary—Largrangian—Eulerian有限单元方法模拟坝——库水--地基系统,库水作为粘性微可压缩流体、淤沙作为饱和液体-固体两相介质处理。首先针对淤沙厚度为零情形时动水压力值与Westergnard解进行对比,其次对物理实验模型进行数值模拟并进行结果对比验证,表明此方法有较好精度。最后以阿海重力坝为例,探讨了不同厚度淤沙对于坝面动水压力、坝体位移响应等的影响情况。     

考虑库底淤积层作用的碾压混凝土重力坝地震响应分析

以碾压混凝土重力坝为对象,开展了水平地震动作用下库底淤沙层对大坝动力响应影响的研究。将坝体碾压混凝土和基岩材料模拟为Drucker-Prager弹塑性材料,考虑碾压混凝土大坝层面和坝体-基岩交界面处的不连续非线性行为,采用相关流动法则和Lagrangian流体单元,考虑弹性地基,库水以及水库底部沉积物等不同材料介质间的相互作用,对有无沉积物和不同沉积物高度情形的碾压混凝土大坝进行了动力反应分析。分析结果表明,地震作用下库底淤沙层对碾压混凝土重力坝动力特性有着一定的影响,地震动作用下碾压混凝土大坝的弹塑性分析应适当考虑淤积层的影响。更多还原     

碾压混凝土重力坝层间应力地震响应分析

强震作用下碾压混凝土重力坝的动力响应特征和破坏与碾压层的层状性态密切相关。基于碾压混凝土中碾压层与本体混凝土力学参数关系,以及横观各向同性本构模型,利用宏观等效单元建立了地震动作用下含碾压层影响的重力坝等效模型。利用此模型进行了地震作用下的计算,将常态混凝土坝坝体应力与碾压混凝土坝各碾压层间应力进行比较。结果表明,文中的等效单元方法能够反映出强震作用下碾压层特征对结构的动力响应特性的显著影响,并且能够大幅度提高计算效率,节约计算时间和成本。对不同碾压层等效厚度的比较可以看出,当软弱夹层厚度较大时,它对坝体层间应力的影响更为明显。     

横观各向同性岩基对重力坝地震响应的影响

采用基于有限单元法的振型分解反应谱法,研究横观各向同性的层状岩基对重力坝地震响应的影响。研究结果表明,层状岩基的横观各向同性对地震荷载下重力坝的坝踵应力影响不容忽视;层状岩基平行层面与垂直层面方向弹性模量的差异对重力坝的坝体自振频率、坝顶位移及坝踵应力影响显著;岩层倾角对坝体自振频率影响不大,但对坝顶位移及坝踵应力影响较大,倾角60°～135°对坝踵应力分布较为不利。     

龙滩碾压混凝土重力坝地震影响分析

结合龙滩碾压混凝土重力坝，采用频率响应分析方法对高碾压混凝土重力坝的地震响应规律进行了较为深入的探讨，分析了不同频率地震动对龙滩重力坝坝体动力响应的影响规律，所获结论对重力坝抗震设计及抗震研究工作提供了依据。     

岩基断层对混凝土重力坝地震响应的影响分析

为探讨岩基中断层对混凝土重力坝响应的影响规律,根据正交实验设计原理,采用基于有限单元法的振型分解反应谱法,分析单组断层的倾角、厚度、弹性模量、泊松比、与坝体相对位置等多种因素对混凝土重力坝地震响应的影响规律.研究表明,影响因素的强弱顺序依次断层的倾角、与坝体相对位置、弹性模量、厚度及泊松比.在含断层岩基的重力坝抗震设计中,应着重考虑断层的倾角、与坝体相对位置对重力坝的影响.     

强地震作用下混凝土重力坝响应特性分析

研究了混凝土重力坝在高强度地震作用下的响应特性,分析了在地震峰值加速度不断增加时坝体屈服区域的发展方向。针对两个典型坝段,运用混凝土塑性损伤模型模拟了其结构的非线性特性。考虑了地震情况下动水压力的作用,通过动力有限元时程分析法计算了不同地震条件下两个坝段的动态响应。计算结果表明:当地震加速度较小时,重力坝只在坝踵区域出现小部分屈服,坝体能正常工作。若提高地震烈度,则局部损伤会纵深发展到达灌浆廊道部位,坝体会形成贯穿上下游的屈服区域并逐渐扩大致使结构失去稳定性。经两个坝段计算结果相互比较,得到了混凝土重力坝在强震作用下的非线性破坏形式,较为真实地反映出坝体的响应。     

永定桥碾压混凝土重力坝三维有限元动力分析

结合永定桥电站碾压混凝土重力坝,分析了在2种不同分缝布置下碾压混凝土重力坝的动力特性和地震动力响应。通过对比两种方案下(非溢流坝段)坝段的自振特性以及特征部位的地震动位移和应力响应,对结构抗震安全性做出评价,并提出相应优化措施。     

库底淤积层对重力坝动力损伤的影响研究

为真实反映出库水及沉积层对重力坝多耦合体系的影响,文章将库底淤积层考虑为黏性、大密度可压缩流体,同时考虑到坝体混凝土在超出其抗拉压强度的外荷载作用时表现出的强非线性性质,用混凝土损伤模型模拟重力坝坝体的动力损伤,据此建立了能够合理反映坝体混凝土动态损伤演化过程的多耦合仿真模型。基于Koyna重力坝工程,以库底淤积层厚度作为变量,在时域内进行有限元分析,通过对比模型损伤区域、能量耗散指标和位移响应,量化了不同淤积层厚度对重力坝多耦合体系损伤的影响。分析结果表明:随着库底淤积层厚度的增加,能一定程度降低重力坝坝体的地震损伤破坏。     

某重力坝考虑混凝土拉压损伤的地震响应分析

本文结合某实际重力坝工程,采用有限元软件ABAQUS的混凝土材料塑性损伤本构模型模拟了其混凝土材料在地震荷载作用下拉压损伤、拉压转换的全过程,并通过地震超载的方式使混凝土重力坝逐步达到极限状态,探讨了混凝土重力坝拉压损伤演化过程和变化趋势。通过与仅考虑混凝土受拉损伤在不同地震超载系数下的计算结果对比,还考虑混凝土受压损伤对重力坝强震破坏过程和极限抗震能力分析的影响。研究结果表明,同时考虑拉压损伤和只考虑拉损伤的极限抗震能力相同,且重力坝的强震损伤极限状态主要是由受拉损伤控制,同时在多轴应力状态下,拉压损伤有可能在同一部位同时出现。     

胶凝砂砾石坝抗震特性及其地震作用计算方法

胶凝砂砾石坝具有独特的结构型式,且由低强度材料填筑而成,因此其动力特性和抗震性能具有独自的特征。采用时程动力法,计算分析了胶凝砂砾石坝的动力特性及地震响应规律,探讨了坝体材料、基岩刚度以及坝高变化对该类大坝地震动力响应的影响规律。研究结果表明,与同等高度混凝土重力坝相比这种坝的地震动力响应明显较小,即使在强震作用下,坝体地震动应力仍处于较低水平;胶凝砂砾石坝具有明显不同于重力坝的动力特性和地震响应规律,按现有重力坝拟静力法不能正确计算胶凝砂砾石坝的地震作用效应。在大量分析成果的基础上,研究提出适用于该坝的地震动态分布系数和动水压力分布系数计算方法,可方便用于坝体地震惯性力和坝面动水压力的计算,为采用拟静力法进行该坝抗震设计工作提供了参考依据。     

拉哇高面板堆石坝极限抗震能力分析

拉哇面板堆石坝位于金沙江上游基本烈度达Ⅷ度的强震区,为评价其极限抗震能力,采用堆石体地震残余变形、坝坡动力稳定、面板应力以及面板脱空等指标,研究了规范反应谱、坝址一致概率反应谱以及设定地震反应谱等不同反应谱在不同峰值加速度下大坝的地震动反应。结果表明:在同一反应谱下随着峰值加速度的提高,大坝的动力反应逐渐增大;不同反应谱在相同峰值加速度下大坝的动力反应呈现较大差异。一致概率反应谱条件下大坝的加速度反应、面板脱空量、堆石体残余变形和下游坝坡的滑动都明显大于规范谱和设定地震谱;设定地震谱下的大坝动力反应则略高于规范反应谱。结合反应谱的生成方式,宜选取设定地震反应谱对拉哇面板堆石坝的极限抗震能力进行评价。计算得到拉哇面板坝的极限抗震能力在0.55g~0.6g。     

地震烈度对面板坝地震反应的影响

运用有限元分析方法 ,对一建立在刚性地基上的高 1 0 0m的面板坝进行动力分析 ,研究不同地震烈度对其动力反应的影响 ,揭示地震烈度对其动力反应大小的规律 .研究表明 :地震烈度越大 ,坝体的位移反应越强烈 ,而对于坝体的加速度放大倍数而言 ,在一定范围内 ,地震烈度的增大引起了加速度放大倍数的减小 ,而且当地震烈度超过某一特定限度后 ,加速度放大倍数不再随地震烈度的增大而减小 ;对于不同坝高下的面板坝而言 ,引起加速度放大倍数不再减小趋势“拐点”的地震烈度也不相同     

基于大坝地震响应的参数反演方法研究

确定合理的参数是对基于大坝的地震响应进行正确分析的前提,利用反分析理论,探讨了大坝的力学参数确定方法。建立了地震荷载响应下的位移统计模型,推导出改进的目标函数形式,并结合遗传算法,以某大坝为例建立有限元模型,编制计算程序,对系统的力学参数进行优化反演,求出待定参数,进行对比验证。结果表明,反演所得参数准确,说明该方法合理可行,对分析大坝性态有重要参考价值。     

乌拉泊水库土石坝振动台模型试验研究

通过进行不同台面地震动峰值加速度输入的振动模型试验,研究了随地震动峰值加速度增大时土石坝动力特性的变化规律。此外,通过对模型不同工况振动前、后微振试验得到的动力特性比较,研究了先期振动等因素的影响。这些成果可供大坝抗震加固设计参考使用,也是验证和改善地震动力反应方法和计算程序的宝贵资料。     

拆坝对河流生态环境影响利弊研究综述

为研究拆坝对生态环境影响的利弊,介绍了拆坝对水文情势、泥沙输运、河道地貌、河道水质、栖息地质量及生物多样性等生态的影响,综述了拆坝后河道物理化学及重要生态特性之间响应关系的研究进展。拆坝对生态环境的影响具有时空复杂性,且各生态因子相互影响;水文情势的变化是所有生态响应的触发条件,泥沙输运是生态响应的关键性因子。为了河道长期连续性的开发与利用,研究泥沙输运及泥沙污染物的释放规律,预测拆坝后河道水质时空变化过程,分析流域尺度上生态系统之间的响应关系等对拆坝的评估决策十分重要。     

某尾矿坝地震动力加速度反应特性研究

采用DGZ-1型多功能共振柱试验机进行了动剪切模量比和阻尼比试验,采用SDZ-1型双向电磁振动三轴仪进行了动强度试验,获得了土体的物理力学指标。应用等效线性粘—弹性模型对某尾矿坝进行地震动力特性分析。结果表明,坝体对地震加速度的反应随着高程的增加而增大,最大加速度反应发生在坝顶位置;坝体对地震的反应在相同高程不同位置差别不大,坝体外边坡和坝体内部的区别不大;坝体对地震水平向加速度反应比竖直向加速度反应大,坝体的动力破坏主要取决于地震的水平运动。     

混凝土成层结构的流激振动特性

泄流激励引起水工建筑物振动的现象时有发生且形式多样,严重的还可能引起结构的破坏。对于混凝土成层结构而言,由振动引起破坏的案例不多,对其振动响应机制的研究也不够深入。以混凝土拱坝为例,通过数值计算及模型试验对比分析了整体与成层两种不同结构在相同泄流荷载作用下结构的振动响应,探讨了响应与结构自身的关系,并结合"拍"的概念,对混凝土成层结构振动响应特性与泄流荷载之间的关系进行了研究。结果表明,成层结构频率相近的前两阶振动是拍振形成的主要原因。此外,即使不满足拍振形成的条件,振动曲线同样可以表现为"拍"的形式,且振动量较受迫振动大幅增加,实质为"水力共振"现象。     

高拱坝迎水面聚脲涂层防渗结构动力变形性能试验研究

为研究高拱坝坝体表面增加聚脲防渗涂层在地震作用下的动力变形性能,以西南地区某高拱坝上游面聚脲防渗体系为研究对象,在圆柱体全级配混凝土试件表面喷涂聚脲涂层作为基础试件,采用MTS 15MN大型动态材料试验机,模拟坝体在地震作用下的横缝或裂缝瞬时张开工况,测试不同厚度聚脲涂层和不同结构形式横缝表面止水结构的动力变形性能。动力变形试验结果表明,在坝体混凝土横缝或裂缝瞬时张开时,聚脲涂层在一定开度范围内表现出柔性特性。模拟横缝动力变形试验结果表明,采用双峰结构型式的表面止水结构适应横缝大变形能力好,可推荐作为高震区拱坝横缝表面有效的止水结构型式。     

地震输入角度对抽水蓄能高面板堆石坝动反应影响研究

本文采用三维有限元计算方法和沈珠江动本构模型,研究某高烈度区大倾角坝基上高面板堆石坝的动反应特性。首先,讨论了地震波水平输入角度对面板堆石坝动反应的影响,以地震过程中坝顶峰值加速度,坝体最大动位移与最大动应力,面板最大变形值及最大动应力五个指标作为主要评判标准,对比地震波在八个不同水平输入角度下坝体动反应的大小,发现水平输入角度每改变45°,五个指标均随之变化,呈现"W"型变化规律,180°为最不利输入角度,各项指标都处于峰值点。然后,针对处于大倾角坝基上的抽水蓄能高面板坝进行了坝体动反应和坝坡稳定性分析,获得了堆石坝反应加速度随着坝高的增加而增大,以及震后存在残余变形等地震反应特性。最后验证了该工程坝体在地震反应过程中的安全性。研究结果可为高烈度地区倾斜坝基上高面板坝的动反应设计提供参考。