不同动水压力质量阵对面板堆石坝动力特性的影响

分别研究了附加质量集中阵和分布阵对百米高面板堆石坝作用有Ｅｌｃｅｎｔｒｏ地震波的动力反应以及幅频反应。认为集中阵相当于附加了较多的水体质量，与分布阵相比，坝水系统的频率偏低，给坝体的动力反应带来误差。集中阵隐含了坝体刚性的假设，这一点与Ｗｅｓｔｅｒｇａｒｄ简化公式相同，计算表明，集中阵与Ｗｅｓｔｅｒｇａｒｄ简化公式动力反应非常接近。因此，混凝土面板堆石坝动力分析，应采用分布的动水压力附加质量阵。     

加速度峰值对高面板堆石坝面板动应力的影响研究

采用三维非线性有限元方法,分析了高面板堆石坝的混凝土面板在不同输入加速度峰值作用下的动力反应。计算结果表明,面板的顺坡向峰值动应力发生在0.8倍坝高附近,坝轴向峰值动应力发生在坝顶中间部位的面板区域;面板的峰值动应力随着输入加速度的增大呈非线性增大。面板中上部会出现较大的动应力,可能会使面板发生顺坡向和坝轴向的挤压或拉裂破坏,因此建议该区域加强配筋。     

基于SBFEM的面板坝与可压缩库水动力耦合弹塑性分析方法

采用比例边界有限元法(SBFEM)模拟库水,可将求解维数降低一维,而且可考虑库水可压缩性、库底淤沙的波能吸收效应等因素。但在时域计算前,该方法需要进行多次的动水压力频域求解以获得时域脉冲响应函数,计算量较大。本文采用SBFEM模拟坝前可压缩库水,并且将其与有限元方法(FEM)离散的面板坝(CFRD)耦合,进而建立了面板坝与可压缩库水动力耦合弹塑性分析方法;并根据坝与库水动力耦合响应的特点,对动水压力计算过程进行了简化处理,仅需确定截断频率,即可大幅度地降低动水压力频域求解的计算量,还可保证较高的计算精度。数值结果表明,面板坝越高,计算效率提高的越多,给出如下建议:当100 mH≥50 m时,取ωT=40π;当200 mH≥100 m时,取ωT=30π;当H≥200 m时,取ωT=20π。     

考虑坝体柔性的重力坝坝面地震动水压力计算

为了准确模拟地震作用下重力坝坝面动水压力,采用比例边界有限元与有限元的无缝耦合理论,提出了一种考虑坝体和库底柔性的坝面动水压力计算方法。该方法采用比例边界有限元的理论,可仅离散坝水交界面实现半无限库水的高效高精度模拟,且能方便考虑库水的可压缩性以及库底和岸坡的吸收作用;采用有限元离散坝体结构,通过作用在大坝迎水面上的动水压力实现对大坝-库水系统的求解。算例计算结果表明,该方法计算得到的重力坝坝面动水压力与已有文献计算结果吻合较好;坝体柔性削弱了坝面动水压力;坝面动水压力随库底反射系数的减小而减小。     

二滩水电站坝下消力塘允许动水压力值探讨

溢流拱坝表孔泄流时,水舌跌落柱坝下消力塘,产生动水压力,从而产生局部冲刷。本文结合二滩水电站的试验研究成果,从三个方面对动水压力的允许值作了探讨,论证了它和表孔布置形式、消力塘衬砌厚度的关系;并引用国内外工程实际资料,进行了对比分析。     

对高面板堆石坝一些问题的探讨

在高混凝土面板堆石坝的施工和蓄水过程中有时会出现一些问题：如施工期面板的脱空、坝体上部垫层区产生裂缝等；蓄水后期面板变形明显增大和面板顶部变形较大等。这些问题中，这些已被人们关注，有些同在近期才引起注意。从有限元分析的角度，对这些问题进行了初步探讨。分析表明，有的问题难以避免，有的则可采取一定的措施加经避免或减轻。     

动水压力及其对坝体地震反应影响的研究进展

由于大坝事故可能产生的灾难性后果，合理确定地震时坝面动水压力是地震区新建坝设计和已建 坝安全评估的一个重要因素。自从Westergaard(1933)的创造性研究开始，许多研究者对坝面动水压力及其对坝体地震反应影响进行了研究。由于计算工具和计算方法的局限性，在初期的研究中一般都采用简化模型，假定坝体和地基为刚性，分析刚性坝面动水压力。随着计算机性能的不断提高，多种数值方法开始广泛应用于分析坝面动水压力，坝面动水压力分析的计算模型不断完善，逐步考虑了坝体和库水的动力相互作用、地基柔性的影响、库水可压缩性的影响、库底淤积泥砂层的影响以及非线性反应的影响等。本文详细回顾了上述几方面的研究进展，总结了库水的可压缩性、坝体、库底淤积砂层、地基等因素对地震时坝面动水压力影响的研究成果。     

碾压混凝土坝坝前动水压力的模型试验研究

本文根据大坝整体模型的大型水下振动台试验结果以及有限元模型数值计算的结果,研究了地震作用下坝前动水压力的分布趋势及对整个坝体的影响,初步总结了地震作用下坝前动水压力的几点特性,并给出了进一步研究的建议。     

小湾水电站坝下水垫塘动水冲击压力问题研究

通过对小湾水垫塘多方案整体、局部模型，动、定床试验研究，探讨了其动水冲击压力与冲探的关系，以及动水冲击压力允许值问题。     

动水压力波高阶双渐近时域平面透射边界Ⅱ：计算性能

为了阐明动水压力波高阶双渐近平面透射边界在时域内的计算性能,本文从时域求解、稳定性、收敛性、计算精度和计算效率等方面对其进行了研究和验证。为了提高计算效率,通过空间模态解耦将原时域高阶透射边界的求解转化为一系列单模态透射边界的求解。常微分方程系数矩阵的广义特征值分析表明,本文发展的高阶双渐近边界是渐近稳定的。高阶双渐近边界的等价频域动力刚度表达的误差范数分析显示,连分式逼近的计算误差会随着阶数的增加迅速下降,计算结果快速收敛于准确解。刚性坝算例表明,在计算精度相当的情况下,高阶双渐近透射边界与远置Sommerfeld边界方法相比在计算效率上有数量级的提高,并且还具备长期计算误差发展稳定的特点。上述研究和验证算例揭示了本文发展的高阶双渐近时域平面透射边界所具备的优良计算性能,可以考虑将其进一步应用到大坝-水库动力相互作用分析中。     

混凝土面板坝表面喷涂聚脲防护试验研究

面板堆石坝混凝土防渗面板属于薄型结构,为了防止面板因裂缝渗漏、提高混凝土的耐久性,有必要在面板表面增加一层有效的防护层。本文提出了面板表面增设防护材料的基本要求,选择了喷涂聚脲弹性体涂膜对面板进行防护。针对混凝土面板坝的运行特点,对聚脲进行了抗弯曲、抗渗、抗冻、氙灯人工气候老化及湿热老化等项目的室内试验,在十三陵抽水蓄能电站上库混凝土面板进行了现场试验,并进行了三年多的跟踪检查和测试。研究结果表明,在混凝土面板表面喷涂聚脲涂膜的防护效果很好,值得推广应用。     

溢流面板堆石坝泄槽底板稳定及结构应力分析

基于推导的泄槽底板抗滑稳定安全系数计算式,运用正交设计的直观分析法进行底板稳定性敏感性分析,结果表明阻滑板长度、底板长度和溢流平均速度是影响底板稳定的重要因素。从底板的抗滑稳定角度,分析及计算底板最大允许流速范围为15.33⁴0.67m/s。最后以实际工程为例,分析了泄槽底板在单一阻滑板加固作用下的抗滑稳定性以及阻滑板与底板的应力。     

三板溪堆石高坝面板局部受损成因初析及修复施工简介

三板溪水电站主坝为国内第二高堆石坝,其面板在蓄水过程中沿一二期水平施工缝发生局部受损,为同类坝型罕见,成因还有待分析确定。设计采用了PBM混凝土修复方案,施工全部潜水40m以上,要求高,难度大。     

覆盖层上高面板坝连接板长度优化分析

建在深厚覆盖层上的高面板坝坝基防渗设施常采用混凝土防渗墙,坝体与覆盖层和趾板与防渗墙是质量与刚度相差很大的结构物,施工时和蓄水时各自的变形相差很大,为了协调各结构物的变形,建议用连接板将坝体、面板、趾板与防渗墙连接起来,以改善防渗墙和趾板的应力状态。用有限元法数值分析对连接板长度进行优化分析,应用于实际工程。     

珊溪水库大坝钢筋混凝土面板应力应变监测资料分析

通过分析珊溪大坝混凝土面板应力应变监测资料,掌握了面板混凝土应变和钢筋应力的分布情况和变化规律。针对70 m高程处面板混凝土应变和钢筋应力偏大现象,结合所处部位具体情况和面板裂缝检查情况,重点对该部位面板的应力状态进行分析,并对面板的运行状况进行安全评价。     

吉林台一级水电站混凝土面板堆石坝面板防裂措施研究

对混凝土面板裂缝产生原因予以分析,据此对新疆吉林台一级水电站混凝土面板堆石坝筑坝材料选择、坝体分区、混凝土配比、坝体填筑和混凝土浇筑施工工艺等方面的防裂措施进行了研究。     

寺坪面板堆石坝趾板软岩基础灌浆试验研究

在软弱岩体中进行灌浆,难度很大,特别是在面板堆石坝趾板上对软岩地基进行帷幕灌浆,国内工程中设计与施工成功的经验很少.本次灌浆试验针对寺坪水电站大坝坝基软弱岩体的特殊性,研究及探索在中-弱透水性软弱岩层坝基处理中有效提高灌浆压力的方法和工艺.通过采用均布固结、锚杆应力监测、分级升压、抬动自动报警等一系列措施,使趾板基础帷幕第1段最大灌浆压力达到1.0 MPa,浅部幕体抗渗安全系数超过1.90,建构起安全、可靠的面板坝趾板软岩基础防渗体系.     

面板堆石坝堆石材料力学参数反演分析

本文利用非线性有限元分析程序对两江水电站混凝土面板堆石坝原型观测资料进行分析,并将分析结果与大坝原型观测资料进行对比,通过反演分析给出两江面板堆石坝的力学参数.     

高混凝土面板堆石坝面板浇筑时机的研究

为了避免面板浇筑后堆石体的大量或不均匀变形,最新提出通过对堆石体填筑施工初期的监测资料进行整理和分析,对比邓肯模型、双屈服面弹塑性模型及清华非线性K—G模型在堆石坝应用的优缺点。结合施工初期的实测信息,确定在特定条件下最能反映堆石体真实情况的本构模型,利用BP神经网络结合遗传算法反演模型的最优参数,再正分析计算预测的堆石体施工期的沉降变形情况。将预测得到的沉降变形资料与堆石体填筑完成的实测沉降变形资料进行对比分析,以预测的堆石体沉降变形情况为参考数据,结合工程的实际要求,合理安排预留沉降期,进而确定合理的面板浇筑时机,避免堆石体较大的前期沉降变形对面板带来的不利影响,有效改善面板受力和变形情况。     

狭窄河谷中高面板堆石坝应力变形特性研究

结合高179．5m的洪家渡面板堆石坝,采用数值计算分析与大型离心模型试验的方法,深入研究了狭窄河谷中高面板堆石坝的应力变形特性．通过分析计算,给出了狭窄、不对称河谷地形条件下高混凝土面板堆石坝在施工期和蓄水运行期的应力、变形分布规律,以及面板周边缝的变形特点．同时,还对不同填筑干密度对坝体和面板应力变形特性的影响进行了对比分析．研究结果表明：河谷的地形条件对面板应力变形有着显的影响,通过改进碾压施工技术,提高填筑密度,将对坝体和面板的应力变形性状的改善,提高坝体的整体安全性起到重要的作用．