马堵山重力坝地震响应三维有限元分析

根据马堵山碾压重力坝的实际情况,建立坝基与坝体联合作用的三维有限元模型,采用时程分析法计算分析了该碾压混凝土重力坝的动力响应,研究了该坝的地震加速度反应、位移反应和应力反应及其分布规律,计算表明,在Ⅶ度地震设防烈度下,坝体的最大加速度反应在河床坝段顶部,约为5.5m/s2,放大5.56倍,坝体的最大位移反应也在河床坝段顶部,约为21.056mm,坝体的最大应力反应为5 230.85 kPa,出现在河床溢流坝段坝踵处.该坝满足抗震设防的规范要求.     

曼点水库重力坝非溢流坝段静动力分析

以三维有限元法为基础,对曼点水库重力坝非溢流坝段坝体及坝基位移场和应力场进行了静动力分析。探讨了在竣工工况、正常运行工况、非常运行工况下的应力、位移,并对计算结果进行详细分析,指出在几种工况下坝体应力绝大部分处于受压状态,坝趾、坝踵区局部出现了应力集中;在非常运行工况地震动荷载作用下,坝体最大动位移出现在坝顶,坝体局部出现了应力集中。评价了坝体的最不利受力工况,为重力坝抗震设计提供依据。     

裕民县江格斯水库设计探讨

以裕民县江格斯水库工程为例,从河床基础处理、坝型比选、大坝设计3个主要方面对水库设计进行初步研究;通过3种河床基础处理方案比选,认为基础大开挖(围堰坝体结合)为最优河床基础处理方案;通过两种坝型比选,选取混凝土心墙砂砾石坝为设计坝型;通过理论计算,设计坝顶高程、坝体轮廓以及黏土心墙等坝体要素。     

黄河控导工程抢险方法探讨

1　控导工程出现险情的原因和险情类型1 .1　原因巴盟黄河控导工程 (坝、垛、护岸等 )出现险情 ,是水流和控导工程坝体相互作用的结果。水流遇控导工程坝体受阻后 ,一般分为三股 :沿坝前下泄 (顺流 ) ;沿坝体逆流而上 (回流 ) ;垂直坝体下切 (搜根流 )。后二者相遇后便形成一种具有强大牵引力的环流 ,导致横向输沙的不平衡 ,当环流与河床土质不能维持均衡时 ,河床即遭受破坏而变形 ,形成不规则的冲刷坑 ,冲刷坑的深度和流速成正比 ,与坝体的边坡系数成反比。当冲刷坑的深度到控导工程根石的埋置深度时 ,坝体即下蛰而坝塌 ,护岸坝垛水流形态…     

基于模型试验的非溢流重力坝应力应变分析

采用模型试验法对某水利枢纽工程非溢流重力坝横断面上的应力和位移进行了试验研究,结果表明:坝体上游面出现了显著的拉应力集中现象,最大值出现在坝踵处,同时下游面出现了较大的竖直压应力,最大值出现在坝趾处,但应力值均小于坝体混凝土和地基的抗拉及抗压强度;坝体位移处于弹性状态,大坝运行状态较为正常.     

基于渗流与应力场耦合下混凝土防渗墙对黏土心墙砂砾石坝体影响研究

目前,在土石坝除险加固工程中,塑性混凝土防渗墙得到了大量应用。借助有限差分软件FLAC3D,分析了防渗墙在渗流场和坝体应力场耦合作用下,防渗墙对土石坝在不同工况下的位移、应力、坝坡稳定影响。结果表明:(1)塑性混凝土墙能够很好地适应原黏土心墙砂砾石坝体的变形,优于刚性墙。(2)土石坝坝体内新增的塑性混凝土防渗墙对坝体位移影响极小,对坝体扰动较小。渗流与应力耦合和非耦合场对坝体位移影响差别较小,在静水压力作用下,黏土心墙砂砾石坝上游坝坡最大位移分布于水位线附近。(3)耦合场与非耦合场对坝体应力影响差别较小,坝体内部应力集中分布在上游黏土心墙坡脚处。防渗墙最大位移出现在墙高1/3~2/3处,与坝坡位移最大点分布高程接近。     

沥青混凝土心墙风化料坝长期稳定性分析研究

在各种荷载和环境因素的长期作用下，风化料坝体堆石随时间逐渐发生变形，过大的变形影响大坝安全稳定。为研究沥青混凝土心墙风化料坝在运行期较长时间的坝体稳定性问题，依托工程实例中叶水库沥青混凝土心墙风化料坝，基于三维流变分析Burgers模型，模拟大坝在蓄水后运行期10 a的流变过程，计算流变位移及应力变化。结果表明：竖向最大流变位移为25.37 mm,发生在河床段坝顶；水平向最大流变位移为9.48 mm,发生在左岸坝肩坝顶位置；大主应力极值、小主应力极值相比初次蓄水期增加7.75%、3.79%。坝体流变位移在前3 a增加较快，进入第3～10 a后，流变位移增量逐渐趋于稳定。综上，中叶水库大坝在运行期的10 a内流变变形较小，应力增加较小，沥青混凝土心墙风化料坝的流变规律与堆石坝流变规律基本一致，同时说明大坝是安全稳定的。     

胶凝砂砾石坝体应力及位移非线性有限元分析

为校核胶凝砂砾石坝的应力及变形状况,研究坝高、边坡变化对坝体应力及位移的影响。结合胶凝砂砾石坝本构模型,以非线性有限元方法研究不同坝高及边坡对坝体应力及位移的影响。结果表明:胶凝砂砾石坝的大、小主应力均随着坝高的增大而增大,最大大主应力出现在坝基面中部;坝体小主应力等值线在下游分布大体与坝体边坡平行,小主应力的高应力区分布在上游处,且坝踵处拉应力随边坡的变陡而增大。坝体的最大水平位移与最大垂直位移均随坝高的增大而增大;随着坝坡的变陡,坝体最大水平位移增大,垂直位移等值线向下游移动。     

设计参数对混凝土心墙坝动力响应特征影响的计算分析研究

针对某粉煤灰混凝土心墙坝体动力响应特征,利用Abaqus有限元软件开展不同心墙设计参数对坝体动力特征影响分析。获得了坝高设计参数对心墙坝动力特征影响,坝高影响X正向最大位移出现时间节点,Y、Z向动位移与坝高为正相关特征,Z负向位移在地震荷载残余期变化显著,且Z向加速度值均低于X、Y向。分析了坝体总加速度、总动位移包络线分布特征,坝高与总加速度包络线极大值为正相关,沿坝顶至坝底,动位移值逐渐降低,坝底部在各坝高下均会出现显著变形。研究了心墙曲率对坝体动力特性影响规律,各曲率下加速度包络线极小值均为1.532～1.589m/s2,有曲率心墙抗震性能高于直立坝。对比了各曲率下坝体在各方向上的加速度、动位移特征,考虑坝体抗震设计,心墙最佳曲率应在9.6×10-5～1.1×10-4 m-1范围。     

塔城心墙堆石坝地震反应分析

塔城砾石土心墙堆石坝最大坝高 315 m ,地震动作用下,坝身特别是坝体上部容易出现严重裂缝或者坝坡失稳等问题。为了考察高土石坝经历高震级地震时的抗震性能,坝体及覆盖层材料采用 Hardin 非线性动力模型,在三维非线性静力分析基础上,用时程法对大坝进行地震动力分析,以揭示在 Taft 三向地震波的作用过程中坝体中加速度、动位移、动应力的分布及其地震永久变形和液化情况。坝体非线性仿真结果表明,在设防烈度地震作用下,在坝体最大断面上,坝顶动力放大系数为 2.5 左右, 1/2 坝高小范围内有拉应力出现,坝体沉陷及向下游水平位移较大,坝踵坝趾局部有一定的液化可能。     

某上游式尾矿坝抗震有限元分析

为了分析某上游式尾矿坝的抗震安全性,采用等价黏弹性理论、Seed液化理论和Newmark滑动变形理论,对尾矿坝的地震动位移、加速度、液化区域、坝坡抗震稳定性及地震永久变形进行计算分析。结果表明：尾矿坝在Ⅶ度设防地震作用下,坝体动位移和加速度分布规律合理,其中水平向和竖向动位移极值分别为6.39和0.72 cm,水平向和竖向动加速度极值分别为4.06和2.64 m/s²;地震液化区域出现在尾水覆盖的滩面浅表层,未影响到整个坝体;地震时坝坡抗滑稳定安全系数最小值为1.09,地震结束后累计永久变形为11.95 cm。除远离坝坡的浅表层坝体出现小范围液化区外,大坝整体抗震安全性能较好,不会出现重大安全问题。     

胶凝砂砾石坝模型试验研究

采用水工结构模型试验法,探求胶凝砂砾石坝应力分布情况。通过胶凝砂砾石坝整体模型试验及坝体分层分级加载模型试验,得到了坝体在水荷载作用下的应力分布情况以及在坝体自重影响下的应力分布情况:受自重影响,坝体和坝基都处于受压状态,呈中间大两边小的分布形态;上游水荷载作用在坝体上后,使得坝体应力分布发生变化,最大应力区出现在坝基面中下游部,坝体水平向位移呈下游位移,整体为上部位移大于下部位移,最大值出现在坝中部位。     

大广坝水电站碾压混凝土坝的设计

大广坝水电站拦河坝坝顶总长为５８４２ｍ，为全国之最。本文主要介绍河床部位ＲＣＣ坝在坝体稳定、应力分析、混凝土断面分区、坝体构造设计及温度控制等方面的设计技术。     

佛子岭连拱坝变形“异常”的物理成因解析

佛子岭连拱坝已运行４０多年，由于坝体杆件单薄，坝基地质条件较复杂，坝体出现较多裂缝。虽经二次加固，但旧裂缝仍在扩展并有新裂缝产生，尤其在１９９３年１１月下旬，河床坝垛的水平位移超过历史最大值。中提出对佛子岭大坝进行特种检查，通过对佛子岭大坝的观测资料全面分析，弄清了１９９３年１１月下旬出现“异常”变形的物理成因，并由此引了该坝稳定、变形和强度（即裂缝）的不利荷载工况，提出了运行控制水位。     

锦屏一级高拱坝物理模型试验研究

采用地质力学物理模型试验方法,以锦屏一级水电站大坝为对象,研究高拱坝、地基和库水相互作用下大坝和山体发生变形和开裂破坏的全过程,为复杂条件下高拱坝的失效破坏机理和安全度评估的研究提供试验依据。试验结果表明：大坝基础经过处理后,在正常工况下,拱冠梁顶部最大位移为87.0 mm,坝体位移呈线性变化;超载3.5倍设计荷载以前,坝体和坝肩的位移变化比较稳定,断层的相对位移较小;3.5倍设计荷载以后进入塑性状态;超载到5.5倍设计荷载时,坝体上有许多测点的位移变化发生突变,且有裂缝出现;继续增大到7.0倍设计荷载时,坝体、坝肩附近岩体上都出现了较大裂缝,岩体各断层的相对位移较大,但从整体上看,大坝仍具有一定承载能力;7.0倍设计荷载以后,坝肩附近山体位移变化率增大,裂缝进一步发展,断层的相对位移变化率明显增加;当超载到8.0倍设计荷载时,坝体和基础整体破坏较严重。     

崖羊山水电站混凝土面板堆石坝设计与实践

崖羊山面板堆石坝根据当地料源实际情况，合理优化坝体分区，充分体现当地材料坝就近取材的设计原则。坝基挖除坝轴线上游河床冲积层，确保坝体运行安全。     

基于有限元数值计算的重力坝稳定及应力变形分析

为研究重力坝的稳定性以及其应力分布规律,本文采用有限元数值计算方法 ,在三种不同工况下,建立两种不同断面的(溢流段与非溢流段)三维实体模型计算,并对其结果进行分析总结。结果表明:坝体在三种工况作用下会出现一定的变形,其中水平位移随着工况的变化出现较大的差异,而竖向位移基本不变;水平和竖向位移出现最大的位置分别为坝顶和坝体坝踵处;应力分布规律基本相同,最大拉应力和最大压应力分别出现在坝踵处和廊道附近;在三种工况下,工况3的坝体模型安全系数最小,而相同工况下溢流段的坝体安全系数比非溢流段的坝体安全系数更小。     

恰甫其海水库大坝安全监测系统

1大坝安全监测项目及布置恰甫其海水利枢纽工程拦河坝为粘土心墙堆石坝,属1级建筑物,最大坝高108m,坝顶长度362m,坝顶宽12.0m,上游坝坡1∶2.5,下游综合坝坡1∶2.33,顶宽6.0m,心墙上、下游边坡1∶0.3,其大坝安全监测主要布置了坝体变形、心墙土压力、渗流、渗流量等监测项目。其中:坝体表面变形监测包括竖向位移和水平位移,在上游坝坡、坝顶及下游坝坡设置监测表面变形监测点;坝体内部变形监测为心墙内部的沉降和水平位移(测斜);坝体土压力监测主要监测粘土心墙是否会产生拱效应;坝体渗流及绕坝渗流监测是重点监测项目,在坝体上选取3个剖面,…     

苏阿皮蒂水利枢纽泄洪底孔坝段应力变形分析

利用三维有限元方法,对苏阿皮蒂水利枢纽泄洪底孔坝段在竣工期和运行期进行了四种工况的数值模拟分析,得到了坝体结构的应力变形情况。由计算结果可知,竣工期在自重荷载作用下,整个坝体往上游方向发生位移,位移自下而上逐渐增大;运行期受上游水压力和地震惯性力作用,整个坝体往下游方向发生位移,位移自下而上逐渐增大;四种工况下,坝体位移分布连续,最大位移均较小,变形满足要求;竣工期和运行期的坝体结构、坝踵、坝趾应力均满足重力坝设计规范要求。     

深覆盖层桩基式闸坝的渗流、应力分析

以牛栏江陡滩口水电站工程闸坝为例,对河床深覆盖层上修建桩基式闸坝这一结构形式进行了多工况三维渗流场和应力场分析。由于坝前水位深、地层透水性大,导致坝体承受的水平推力、坝基承受的水平向渗透力、坝底承受的垂直向渗透压力均很大,致使坝体和桩基发生了较大的水平向位移。为此,对减小水平位移的措施进行了研究比较,首次提出了桩基与基础抗滑墙联合受力的闸坝基础处理方案。