混凝土重力坝的分区应力计算

文中论述了对于中等高度的混凝土实体重力坝,从经济合理和简化设计、施工等方面考虑,往往是在坝体外部采用较高标号混凝土,内部用低标号混凝土。计算各标号区的坝体应力目前尚无精确而简便的计算方法。本文介绍采用常用的重力法近似确定实体坝不同标号部位的应力。具体做法是引入混凝土高低弹模比且数值大于1的系数β,而可将两种不同弹模的实体坝化引成同一种弹模的宽缝重力坝,则可援用计算宽缝重力坝的方法求解其应力。本文所用近似办法也可应用于坝体外壳是常规混凝土,内部是碾压混凝土实体坝的应力分析。文章还列举了一中等高度实体坝的具体算例。     

江口拱坝有限元应力分析及坝基夹层处理分析

采用三维线弹性有限元法计算江口水电站抛物线双曲拱坝在多种荷载组合作用下的坝体应力，结合平面非线性有限元计算，对多种夹层处理方案进行敏感性分析，结果表明，坝肩岩体受取浅层和深层处理相结合的夹层处理方法，可改善坝体应力并有效减小端位移和基岩塑性区，坝体应力符合设计要求，个别拱端部位可适当提高混凝土标号。     

碾压混凝土重力坝的温度应力与温度控制

系统地研究了碾压混凝土重力坝的温度应力与温度控制问题。碾压混凝土的抗裂能力低于常规混凝土，碾压混凝土重力坝内部降温很慢，其有利的一面是，内部降温结束时，坝体早已竣工，自重和水压力的作用可使坝体内部的拉应力显著降低；其不利的一面是，内外温差较大，冬季在坝体上下游表面会产生较大的拉应力，可能引起水平或铅直裂缝．由于通仓浇筑，上下层温差在碾压混凝土重力坝内可能引起较大的拉应力，冬季孔口内的水温或气温通常远低于实体重力坝的稳定温度，坝内孔口在坝体内部可能引起较大的拉应力．文中给出了三峡碾压混凝土重力坝的温度应力计算结果．     

向家坝水电站左岸坝体分缝温度控制研究

 混凝土坝由于坝体体积较大,内部水化热不易散发,易造成坝体裂缝。为避免坝体裂缝的发生,通过对坝体施工基本资料进行分析,用三维有限单元法计算坝体稳定温度场。对典型坝段施工全过程采用仿真进行数值分析计算,分析不同分缝方案下坝体内部温度场与温度应力,确定合适的坝体分缝施工方案,可有效减少裂缝的发生。     

东江水电站双曲拱坝基础混凝土裂缝问题初步分析

东江水电站为混凝土双曲拱坝,最大坝高157米,最大底厚35米,顶宽7米,厚高比为0.223。坝体混凝土91万米~3。在设计荷载作用下,经试载法计算,坝体最大主压应力60公斤/厘米~2。考虑到基础断裂等因素,最大主压应力可能会有增大。据此,确定坝体在高应力区的混凝土设计标号为90天龄期350号。要求坝     

坝肩岩体地震残余变形对小湾拱坝安全影响

用有限元模拟拱坝坝体、非连续接触单元模拟坝肩，计算了在设计地震荷载作用下小湾拱坝坝肩残余位移和坝体应力。以拉应力达到坝体混凝土抗拉强度为控制标准，得出坝肩岩体的动力稳定安全系数。计算结果表明，小湾拱坝坝肩仍具有一定的安全度。     

RCC重力坝地质缺陷坝基处理方案优化及加固效果评价研究

笔者针对RCC重力坝地质缺陷坝基开展处理方案优化和评价研究,采用有限元超载法对碾压混凝土重力坝的坝基接触面应力、位移及坝体破坏进行分析。研究表明:随着超载系数的增大,坝基接触面上游部位的拉应力和下游部位的压应力均增大,且坝踵拉应力增长幅度大于坝趾压应力的增长幅度。同时,坝基竖向位移增大,坝踵与坝趾的位移差也随着超载系数的增大而增大。地基接触面位移量值增大及上下游变形差异的增大都会导致坝体塑性区的发育和扩展,不利于坝体的稳定性。基于不同地基处理方案下坝基位移、坝踵与坝趾位移差异性比较可知:地基处理方案四的加固效果较其他三种处理方案更能有效提高坝基的承载能力和稳定性。     

尼雅水库坝体分区研究

为分析不同坝料对尼雅水库大坝工作性态的影响,设计出四个材料分区方案,使用有限元法分别进行分析计算,综合考虑坝址区坝料储备、坝体工作性状和经济性等因素,根据每个方案的坝体变形和应力应变极值,对比得出方案一最优,即坝体内部用砂砾料,靠近坝面位置用堆石料,砂砾料和堆石料界线坡度1∶1。结果可为尼雅水库沥青混凝土心墙坝的坝体设计提供依据。     

改善重力坝坝踵区应力分布方法的探讨

本文以改善重力坝坝踵区应力分布为目标，设想建坝初期在坝体上游基岩部位设置一条人工预置缝，通过对预量缝几种设置位置、长度情况下的应力计算、比较，对在坝体上路基岩部位设置人工缝改善重力坝坝道区应力分布规律进行分析。     

拱坝混凝土应力控制标准取值探讨

混凝土拱坝在进行坝体应力分析、结构抗震分析、坝体结构配筋分析等计算过程时,均会应用到混凝土强度标准值这个概念,由于《混凝土拱坝设计规范》、《水工建筑物抗震设计规范》和《水工混凝土结构设计规范》中对于混凝土强度标准值的定义存在一定的差别,因此在采用不同的计算方法时混凝土强度标准值必须进行相应的换算。同时在对施工期的坝体应力进行计算分析时会用到不同龄期的混凝土强度,此时的混凝土强度标准值也存在一定的换算关系,本文以某一标号混凝土为例,结合现行规范,讨论在不同的计算分析方法下混凝土应力控制标准与混凝土强度之间的关系,以供参考。     

论混凝土坝的使用寿命及实现混凝土坝无限期服役的可能性

提要：给出了设计大坝预期使用寿命和在役大坝剩余使用寿命的定义及其计算方法，分析了各种因素对混凝土坝使用寿命的影响。坝体内部钻孔取芯试验资料表明，坝工混凝土具有足够的长期强度，根据当前的筑坝水平，混凝土碳化、冻融、冲蚀等表面损伤可以控制在允许范围内，实体混凝土坝断面厚度较大，即使产生了一些表面损伤，完全可以在不影响大坝正常运用条件下进行修复，因此优质实体混凝土坝可以长期服役，其使用寿命有可能为无限大。这与一般钢筋混凝土构件是完全不同的，我国是坝工大国，实现混凝土坝的无限期服役，对我国国民经济的长久发展无疑将发挥积极作用。钢筋混凝土支墩坝，如平板坝，因存在钢筋锈蚀问题，断面也较薄，其使用寿命是有限的。本文从设计、施工和管理等方面全面提出了实现实体混凝土坝无限期服役的技术措施     

碾压混凝土坝渗流场与应力场耦合分析的数学模型

从碾压混凝土坝的渗透特性出发，分析了碾压混凝土坝层(缝)面渗流与坝体应力相互影响的耦合机理，层(缝)面渗流向层(缝)壁面施加法向渗透压力和切向拖曳力来影响坝体应力，坝体应力改变层(缝)面的等效隙宽来影响渗流，进而提出了碾压混凝土坝渗流场与应力场耦合分析的数学模型，讨论了该耦合模型的有限元数值解法，并给出了工程应用实例。由计算实例可以看出，耦合作用使坝体渗流场发生变化，并且使坝体应力增大，使坝踵处的应力集中加剧。     

碾压混凝土坝渗流场与应力场耦合分析的数学模型

从碾压混凝土坝的渗透特性出发，分析了碾压混凝土坝层（缝）面渗流与坝体应力相互影响的耦合机理，层（缝）面渗流向层（缝）壁面施加法向渗透压力和切向拖曳力来影响坝体应力，坝体应力改变层（缝）面的等效隙宽来影响渗流，进而提出了碾压混凝土坝渗流场与应力场耦合分析的数学模型。讨论了该耦合模型的有限元数值解法，并给出了工程应用实例，由计算实例可看出，耦合作用使坝体渗流场发生变化。并且使坝体应力增大，使坝踵处的应力集中加剧。     

三河口碾压混凝土大坝浇筑温度有限元分析

浇筑温度对施工期坝体混凝土的温度场和温度应力有直接影响,采用ANSYS有限元软件建立坝体混凝土三维有限元计算模型,结合三河口大坝工程浇筑进度计划,进行4—10月高温时段不同浇筑温度下坝体混凝土温度场分析,拟定了高温时段混凝土合理的浇筑温度及相应的通水冷却措施,并对该浇筑方案下坝体混凝土进行了温度场和温度应力分析,验证了浇筑温度及冷却方案的合理性。结果显示:拟定的混凝土浇筑温度及通水冷却措施能使施工期坝体混凝土的最高温度及温度应力满足相应的设计要求,坝体内部混凝土的温度应力水平总体不高,在大坝坝体的尖角处、上下游表面、孔口部位、长间歇部位出现了较大的温度应力,浇筑完成后应当采取适当的保护和降温措施。     

高拱坝坝踵应力实测与弹性计算结果差异原因分析

坝踵应力是关系到混凝土坝是否开裂和安全的一个重要指标，不管是用结构力学法还是有限元法都能计算出坝踵有一定的拉应力，但实际监测中却很少出现。本文从定性和定量两个方面分析造成计算结果和实测结果差异的原因，以小湾特高拱坝为例分析影响计算精度的各项主要因素，在此基础上提出坝踵真实应力的仿真分析方法。结果显示，计算和实测应力差异原因主要在于以下三个方面：1）坝踵位置的定义不同；2）目前监测仪器和方法有局限性；3）计算过程中的不当简化，如自重和水压的施加方式、坝体温度荷载的考虑、库水温度分布以及库盆水压的影响等。改进后的仿真分析结果与监测结果吻合良好，说明该方法能够给出合理的坝踵应力变化规律和比较精确的应力范围。最后，给出了坝踵应力监测仪器和方法的改进建议。     

碾压混凝土重力坝人工短缝效果研究

文章介绍碾压混凝土重力坝设置人工短缝,对坝体上下面不同部位的左右岸方向温度应力的影响研究成果。切缝方式为:从坝的上游面顺水流方向切缝4.5 m,下游面切缝3 m,缝在大坝的高程方向是贯通的。计算时考虑的工况为运行期蓄水与施工期不蓄水两种方案,计算了切缝与不切缝的不同部位的温度应力,其成果可为切缝设计提供理论依据。     

龙滩碾压混凝土重力坝的温度应力分析及防裂研究

针对龙滩碾压混凝土坝的特点，计算了坝体混凝土在不同浇筑方案下的温度和温度应力。根据应力分析的结果，提出了合理的温控标准和相应的温控措施。研究了坝体混凝土浇筑过程长间歇情况下的应力规律。另外还研究了坝体混凝土与防渗面板异步上升施工情况下，不账项板和在不同施工条件下的温度应力和防裂条件。     

层间弹性模量变化对碾压混凝土坝层间应力影响的研究

碾压混凝土坝含有的大量软弱夹层的强度通常要比碾压混凝土本体强度低得多,从而使坝体稳定性在很大程度上取决于软弱夹层的强度;由于实际施工时,层间混凝土弹性模量经常波动,为此,拟定3组弹性模量及两种不同坝高,利用剪应力互等定理计算得到不同坝高、不同弹性模量碾压混凝土层间应力的变化情况,通过分析变化曲线得出。层间弹性模量相对于碾压混凝土本体弹性模量越小,坝下游部位应力集中越严重。     

使用面墙技术的碾压混凝土重力坝应力变形分析研究

碾压混凝土坝在诸多坝型选择上有明显的优势,当今在建的大坝中已成为水利枢纽的首先考虑的坝型选择。其明显优势在于工程施工中,混凝土面墙可以成为坝体的一部分,也可辅助施工浇筑混凝土大坝,很大程度上满足其技术要求和工期要求。文章主要以已建的某碾压混凝土重力坝,基于混凝土面墙技术的坝体为研究对象,采取合理的本构模型,运用大型有限元计算软件ANSYS,基本原理基于三维有限元温度场与应力场相似的机理,分两种工况竣工期、蓄水期对整个坝体的应力变形进行了计算分析研究。通过二种工况下的计算结果结合已有的工程监测数据验证三维有限元分析的合理性,并得出坝体应力变形结果满足使用要求。本次计算分析结果对实际工程的坝工设计有一定的参考价值。     

龙滩碾压混凝土重力坝有限元分析研究

为了全面掌握龙滩碾压混凝土重力坝在各种荷载组合下,大坝、特别是坝内孔口周边的应力状况,坝趾、坝踵及层面上、下游的应力、应变状况,采用有限元[1,2]对龙滩碾压混凝土重力坝两种设计坝型在各种静、动荷载作用下的应力和变形进行了计算分析,得出了坝体的位移场和应力场;采用传统的材料力学法对静荷载工况和反映谱法、时程动力法对动载工况的计算成果分别进行了验证,说明有限元分析成果的正确性和合理性.