泄流激励下高拱坝原型动力测试的传感器优化布置与参数识别研究

本文以二滩拱坝为例,研究了基于QR分解和MAC准则(模态置信度准则)的高拱坝传感器优化布置方法。首先,基于有限元模态分析获取的可测点振型进行了QR分解,以确定传感器的初始位置;其次,通过逐步累积使MAC矩阵最大非对角元最小,以确定最优测点数量及位置;最后,提出了二滩拱坝原型动力测试的传感器优化布置。基于该传感器优化配置结果,开展了二滩拱坝泄洪振动原型动力测试和模态参数识别。结果表明,测点优化后的识别结果不仅能保证识别精度,而且识别出了更高阶次的模态参数。这种方法可为开展泄流条件下高拱坝动力测试与健康诊断的合理测点布置提供理论参考。     

南郑县云河水利水电工程枢纽拱坝优化布置

由于云河拱坝坝址处左右两岸及竖向分层岩体力学参数差异较大，给拱座带来了严重抗滑稳定问题。文中提出变截面抛物线切缝重力拱坝，并经有限元计算和地质力学模型实验，进行了进一步的调整，超载安全度达到规范要求     

拱坝中孔布置的优化模型及其算法

现有中孔布置优化方法主要是通过水工模型试验。既费时又不经济，且难以判断所得方案是否接近最优。为便于应用计算机快速而经济地求解拱坝中孔布置的优化问题，本文提出以拱坝各中孔水舌在河床或水垫塘边界面搭接面积为目标函数的拱坝中孔布置优化模型及其算法。经水工模型试验证表明，所提方法行之有效。     

高拱坝非对称泄洪消能布置优化试验研究

白鹤滩水电工程具有窄河谷、大泄量的特点,泄洪消能问题突出.为了避免有限空间内的水舌重叠,采用泄洪表孔3组非对称排布的泄洪消能布置方式.模型试验表明,原布置方案中在坝身泄洪孔口表、深孔单独泄洪时能有效分散水舌,但在坝身表、深孔联合泄洪时,水垫塘内冲击压力峰值超过常规标准,可能影响水垫塘安全运行.通过分析表、深孔水舌的空中...     

二滩拱坝地震响应的动力模型试验研究

二滩双曲拱坝的动力模型试验在大型模拟地震振动台上进行。研究了在实际地震波作用下,坝体、水库和地基的相互作用影响,坝体抗震安全度,动水压力分布和拱坝在强烈地震下的破坏机理。研究结果表明:1.高拱坝的最大动应力是拱应力,位于上游坝顶中间部位。下游坝顶中间部位和2/3坝高部位以及坝踵是抗震薄弱部位。2.紧靠拱坝上游面的山体形状对坝面动水压力值的影响较大,故对于坝前地形复杂的水库,应模拟一倍坝高长的自然地形。3.满库时,拱坝前几阶固有频率对库水位的微小变化非常敏感。4.拱坝在强烈地震下的破坏在瞬间完成,主要是中上部的脆性开裂。     

小湾水电站坝身泄洪消能布置优化研究

攻关课题主要研讨小湾水电站拱坝泄洪消能布置。通过量测分析衬护水垫塘底板的时均动水压力和冲击压力、水流脉动压力、电站尾水波动等来优选坝身泄水孔口听体形和布置，同时注意避免水垫塘内形成强回流而产生低压区和挑流水股搭接、入水角太大所导致的水垫塘底板冲击压力过大等问题。体形布置优化后，各项指标均能很好地满足设计要求。     

高拱坝地震响应时程分析

采用有限元结合三维粘弹性局部人工边界的动接触地震波动模拟方法建立拱坝一地基一库水的有限元计算模型,研究库水对结构振动频率和振型的影响.并借助APDL语言实现粘弹性人工边界、动水压力及地震波的自动输入模块.对拱坝-地基-库水联合作用下的结构进行抗震计算时程分析.计算结果为优化坝体结构的动力特性和抗震设计提供参考.     

高拱坝坝身泄洪建筑物优化布置模型及其应用

建立了一个以经济为目标的拱坝坝身泄水孔优化布置数学模型。在工程初步设计阶段，运用该模型，可获得满足工程要求前提下的较经济的孔口布置方案。以此结果指导模型试验，可为工程设计节省大量的人力、物力、经费和时间     

高拱坝的枢纽布置与泄洪消能

根据断面特征将高拱坝分为两类：高重力拱坝和高双曲拱坝，并从拱坝的坝型、泄洪要求、消能工选择等方面，结合工程实例对高拱坝的枢纽布置和泄洪消能问题进行了分析讨论，指出了各自的适用条件和优缺点。     

高拱坝的动力非线性分析

强地震时，高拱坝中上部因动力放大效应而成为抗震薄弱部位，各项段间的伸缩横缝难以承受较大的拱向拉应力而开裂，拱坝不能现视为整体结构而作线弹性分析。为此，以三维非线性接缝单元模拟坝体分缝，采用基于动态子结构理论的非线性动力分析方法，分析研究伸缩横缝对高拱坝地震反应的影响。研究表明，强烈地震时伸缩横缝反复张合引起显著的坝体应力重分布，大大减少开裂区附近的拱向拉应力而使坝体中部下游面的梁向拉应力有一定增加     

基于MAC算法的拱坝传感器优化布置

利用结构湿模态矩阵进行QR分解得到传感器的初始测点位置,并结合模态置信度准则的优点,提出了一种针对水利工程结构的传感器布置方法。采用逐步累积法确定候选添加测点的范围,以拱坝为算例,对拱坝进行了不同数目测点方案的传感器优化布置研究。结果表明,所测向量的MAC矩阵非对角元素值较小,且具有良好的空间交角。     

高拱坝整体稳定问题的试验研究

针对高拱坝的整体稳定问题,阐述了地质力学模型试验研究技术、方法及应用.地质力学模型,在材料模拟方面,除必须模拟坝基岩体的力学变形特征外,还必须模拟坝体、坝基内部各种不连续面,如裂缝、断层、软弱夹层及具有显著连通率的节理裂隙的分布和力学性能,以及建筑物基础岩体的非线性特征.它不仅限于研究已知荷载条件下的某一状态,更重要的是研究在渐增荷载作用下直至破坏的整个变化过程,给出一个相当明显的形象直观概念和量值结论.锦屏高拱坝是目前世界上在建的最高双曲薄拱坝,大坝承受水压力巨大,坝址地质条件复杂,其设计和分析都是超出现行规范,使锦屏高拱坝的稳定安全性成为人们极为关注的问题.采用地质力学模型试验进行研究分析,以验证与评价锦屏高拱坝的整体稳定安全性,具有十分重要的意义.     

二滩高拱坝温度边界条件的研究

通过对二滩水电站气温、库水温的实测资料、水库运行情况、库底淤积情况等分析,总结分析了影响高坝坝前水温的因素,认为在分析高坝水库水温时,除了要考虑水库的形状、水文气象条件外,还应充分考虑水库运行条件、水库初始蓄水条件对水库水温的影响.     

高拱坝抗震钢筋配置方案研究

采用显式有限元结合人工透射边界的地震波动模拟方法和动接触力模型，进行了一高拱坝多种布设抗震钢筋方案的分析比较，基本方案为在坝体上部106m高的范围内布设6层拱向钢筋，每层上下游面各放置96根φ32的含钒抗震钢筋HRB400，对坝体上下游均布设钢筋、仅坝体上游布置钢筋、坝体上游距坝面4m位置布筋，以及坝体上游距坝面4m位置配置数量减半的抗震钢筋的4种方案均与不配筋计算方案的结果进行了比较，以抗震钢筋的主要功能即限制坝体横缝在地震中的张开度为主要考察依据，在满足张开度限制条件下，又考虑施工方便和经济性要求，推荐了在坝体上游距坝面4m位置配置数量减半的抗震钢筋是较为经济、合理的高拱坝抗震钢筋配置方案。     

高拱坝建基岩体条件研究

高拱坝拦蓄水体巨大,要求建基岩体应具有较高的承载力及抗变形能力,但坝基嵌入深度过大,坝基大量开挖会影响坝基上下游高边坡的稳定,此外,存在高地应力导致的坝基岩体卸荷松弛问题等。在对比研究国内外设计标准对建基面的要求基础上,结合锦屏一级特高拱坝建基面的确定进行分析,总结出几点新的认识在采取可靠基础处理措施的前提下,可适当降低对建基岩体的质量要求;可采取适当增加坝体厚度、降低拱坝应力水平的方式,降低建基岩体受载;采取在拱坝下游抗力体区域施加横向锚索锁固的方式,可提高建基岩体承载能力。     

小湾拱坝动,静力分析研究

小湾拱坝坝高２９２ｍ，坝址基本地震烈度８度．“八五”国家科技攻关项目结合小湾拱坝设计中的一部分关键技术问题进行研究，巳取得的高拱坝体形优化设计石拱坝非线性开裂计算方法、高拱坝抗震技术等方面的成果，具有广泛的推广应用前景．     

二滩拱坝混凝土浇筑质量的控制

二滩拱坝混凝土浇筑质量要求高 ,浇筑强度大 ,工程师对现场施工进行全方位的质量跟踪控制 ,为混凝土生产提供了重要保证。     

杨房沟高拱坝防震抗震设计研究

杨房沟混凝土双曲拱坝最大坝高155 m,坝址所处地区地震烈度相对较大,为此,除了按DL5073—2000《水工建筑物抗震设计规范》的原则、方法和要求进行常规抗震分析外,同时还考虑坝址地形地质条件、计入地基辐射阻尼和横缝张开影响的三维非线性有限元法对大坝及基础进行动力分析,综合分析评价了大坝的抗震性能与抗震安全性。研究结果表明,杨房沟高拱坝在设计地震和校核地震作用下,坝体应力状况较好,坝体横缝最大张开度不会破坏横缝止水设施,满足设计要求。采取的抗震措施能够进一步提高拱坝的整体性和抗震性,杨房沟高拱坝的抗震安全是可以保证的。     

拱坝大体积混凝土力学特性的试验研究

结合二滩水电站和溪洛渡水电站的实际，对拱坝大体积混凝土的力学特性进行了系统的试验研究。试验研究结果表明，大体积混凝土的力学特性存在着一定的尺寸效应。     

地震输入对高拱坝动力模型破坏试验结果的影响

在地震高发区建设的高混凝土坝,抗震安全问题需要特别关注。通过振动台模型试验研究高拱坝抗震性能时,地震波的卓越频率往往超过了振动台的有效工作范围,常用谐波代替地震波作为试验输入激振波。为得到更可靠的结论,需探讨这种简化方式对于试验结果的影响。为此,采用数值方法对试验进行补充分析,建立与试验模型相应的有限元数值模型,施加与试验相同的谐波荷载,将计算结果与试验结果对比,验证数值方法的有效性。比较不同工况下的计算结果,发现不同地震动输入条件下,模型损伤区域的形状存在差异,但是破坏位置相差不大。说明这种替代方式具有一定的合理性,同时也表明数值计算的补充对于试验结果向原型扩展具有一定的意义。更多还原