某心墙坝蓄水初期应力变形性态分析

蓄水初期水位上升使得土石坝应力场和渗流场存在错综复杂的相互作用,而忽略渗透作用仅研究应力变形易产生偏差.本文基于Biot 固结理论,采用变渗透系数的方法进行坝体施工期、蓄水期的流固耦合分析,并考虑坝料初始含水率及初始应力场的影响,以较真实的模拟蓄水初期瞬态渗流场对坝体应力变形的影响.结果表明：孔隙水压力的消散往往伴随着土体的变形,竣工期大坝变形主要以沉降为主,大主应力存在明显拱效应;蓄水使得心墙上游侧应力减小,坝体向下游错切变形.因此,初次蓄水对坝体不利,流固耦合作用对土坝蓄水初期应力变形影响不可忽视.     

浇筑式沥青混凝土心墙坝应力变形有限元分析

基于邓肯-张模型,运用数值仿真分析技术,对新疆某浇筑式沥青混凝土心墙坝进行有限元计算,得到竣工期和满蓄期大坝的应力变形特性。分析结果表明:顺河向水平最大位移及堆石体和心墙接触面最大竖向相对位移均发生在上游坝面约1/3坝高处;竣工期顺河向水平位移基本关于坝轴线对称;满蓄期,水压力作用下,顺河向位移向上游减小,而向下游增大,最大位移为9.1 cm。最大沉降发生在满蓄期,位于坝体中轴线偏下游约1/2坝高处,最大位移为16.7 cm。大主应力和小主应力沿坝高方向呈现从坝顶到坝底逐步增加的趋势,其最大值均发生在坝轴线处心墙与基座接触部位。研究所获得的计算分析结果,为同类工程的设计和计算分析提供参考。     

沥青混凝土心墙坝力学性能数值模拟研究

针对新疆某沥青混凝土心墙堆石坝进行了有限元数值模拟计算,坝体主应力和心墙轴线主应力比的计算结果表明:堆石体坝壳大、小主应力最大值均出现在坝底部中轴线两侧;满蓄期上游坝壳的大、小主应力比竣工期小;随着坝高的增加,沥青混凝土心墙的主应力比有增大趋势。根据计算结果对心墙的水力劈裂进行了判别,结果表明:心墙竖向应力均大于水压力,沥青混凝土心墙不会发生水力劈裂。     

沥青混凝土心墙坝的应力及变形特性

基于三维有限元数值模拟技术,对某沥青混凝土心墙坝进行了应力及变形分析.计算中采用Duncan-Chang E-B模型作为坝体及心墙材料的本构模型,考虑蓄水后心墙上游堆石料的湿化效应,对大坝填筑和水库蓄水过程进行模拟,得到了竣工期及蓄水期两种工况下沥青混凝土心墙和坝体的位移、应力分布规律.计算结果表明,坝体及心墙的应力变形值均处在合理范围之内,坝体填料和心墙材料满足强度要求,为结构设计、施工提供了参考依据.     

某沥青混凝土心墙坝应力应变分析

文章通过建立坝体的二维模型,采用分级加载方式模拟坝体填筑过程,使模型单元和材料性质随时间改变,较好的计算了坝体的应力和变形。     

塑性混凝土心墙坝应力变形特性研究

为研究塑性混凝土心墙坝的应力变形特性,通过选取合适的本构模型、接触单元、施工过程和蓄水过程模拟方法等,结合工程实际,运用三维非线性有限元法对大坝应力变形进行计算分析。研究结果表明:在竣工期和蓄水期,坝体的水平位移及垂直位移的分布特征与一般均质土坝一致;大坝的大主应力均为压应力,从坝面向坝内应力逐渐增大,且最大值发生在坝体底部心墙附近;小主应力除局部存在较小的拉应力外,其余均为压应力。     

心墙曲率对坝体应力位移特征影响的数值模拟研究

为了减小坝肩拉应力,在沥青混凝土大坝设计中可以采用曲心墙形式.文章以辽宁省拟建的双龙水电站大坝为例,利用数值模拟的方法研究了心墙曲率变化对大坝应力位移特征的影响,结果显示曲心墙设计可以起到减小或消除坝肩拉应力的作用,且心墙曲率越大,上述作用越明显,且不会对大坝的压应力和位移造成明显影响,其结果对工程设计具有实际的应用价...     

厚覆盖层黏土心墙堆石坝防渗墙应力变形数值分析

针对建立在厚覆盖层上的心墙堆石坝进行数值分析,研究影响防渗墙应力应变特性的因素。这些因素包括覆盖层的改善、防渗墙与周围土壤之间界面接触的建模方法、防渗墙混凝土的模量以及防渗墙与黏土心墙之间的连接方式。结果表明,改善上覆土层,选用低模量、高强度的塑性混凝土,优化防渗墙与坝体黏土心墙的连接,是减小防渗墙变形和压应力的有效措施。此外,古德曼单元和泥层单元都适用于模拟防渗墙与周围土壤之间的界面接触。     

云龙水库粘土心墙坝三维有限元分析

采用三维有限元法对云龙水库粘土心墙坝进行模拟,计算蓄水期坝体的应力变形和心墙的变形情况。计算结果表明,大坝应力变形满足安全要求。     

黏土心墙坝加固中混凝土防渗墙应力变形研究

结合某病险黏土心墙土石坝加固所采用的混凝土防渗墙方案,分别按普通刚性墙和三种不同弹性模量塑性墙进行了典型剖面数值模拟,分析了土石坝加固中混凝土防渗墙以及坝体应力变形规律,比较了塑性墙和刚性墙的性能差别,以及塑性混凝土材料对防渗墙应力变形的影响。结果表明:塑性墙的应力分布均匀且压应力、拉应力、剪应力均远小于刚性墙的,塑性墙与坝体的变形协调性良好,而刚性墙与坝体变形相差较大、增加了墙体应力,塑性混凝土防渗墙在应力变形方面明显优于刚性混凝土防渗墙。     

黏土心墙坝库水位骤降联合降雨上下游坝坡渗透稳定性数值模拟

为研究库水位骤降联合降雨情况下某黏土心墙坝的渗流特性以及稳定性规律,利用Geo-studio软件,对库水位骤降、不同强度降雨以及降雨发生在库水位骤降的不同时刻下的某黏土心墙坝的渗流特性以及上下游坝坡的稳定性规律进行了数值模拟。计算结果表明:(1)库水位骤降工况下孔压降低152%,上游坝坡安全系数先减小12.8%,后略有增大,下游坝坡则增大0.5%,库水位下降速率越大,孔压下降越快,上游坝坡安全系数下降越快,最小安全系数越小,下游坝坡安全系数上升越快;(2)降雨工况下孔压先平均增大2.1%后降低至初始水平,安全系数则先减小0.3%后增大至初始水平,降雨强度越大,孔压上升的幅度越大,最小安全系数越小;(3)降雨发生在库水位骤降不同时刻下,孔压呈现先减小后保持不变,在降雨时刻呈现突然上升的趋势,上游坝坡安全系数先减小后维持不变,下游坝坡安全系数先增大后保持不变,在降雨时刻突然下降,降雨发生在库水位下降结束时刻安全系数最小。     

特高拱坝温度应力仿真与温度控制的几个问题探讨

特高拱坝由于底宽大、岸坡陡,故采用通仓浇筑时施工期的温度控制难度大。特高拱坝的温度场和温度应力有如下几个特点:(1)约束面长且约束强,在二期水冷时约束区会存在上下两个约束面;(2)最低温度出现在封拱灌浆水冷终了时,此时也是拉应力最大的时刻,因此二次水冷是温度控制的关键时刻;(3)陡坡坝段应力大,温控难度大。结合如上特点,以小湾、溪洛渡两座拱坝为例,通过仿真分析结果,讨论施工期温度场、应力场仿真分析的基本要求,及温度控制中需注意的几个关键问题。结论认为:(1)除强约束区很容易出现裂缝要特别注意外,非约束区同样要严格进行温度控制;(2)二期冷却前或过冬前要进行一次大范围中期冷却,以降低二期水冷的降温幅度,同时要严格控制降温速率;(3)冷却区高度要大于2个灌区高度或0.3~0.4L;(4)应以精细仿真分析的结果作为特高拱坝温度控制的依据,如有条件应进行全坝仿真,无条件时则须以3个以上坝段为对象进行仿真分析。     

三峡左导墙坝段温控问题的仿真计算研究

通过对三峡左导墙坝段整个坝体结构及基础从施工期到运行期直至坝体达到稳定温度的全过程进行仿真数值模拟 ,研究了该坝段温度场及温度应力的分布状况及其历时变化规律。在此基础上 ,对左导墙坝段温控问题进行了评价 ,并就存在的问题提出了相应的温控措施     

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3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。     

混凝土坝变形监测情况调查

针对2009年度开展定期检查的混凝土坝,对其变形监测使用的监测方法进行统计,对监测方法的使用情况、观测精度进行分析,并从监测项目完备性、测点布置合理性、观测测值可靠性、观测方法合适性、计算方法正确性、观测仪器合格性和观测频次达标性7个方面分析了各混凝土坝变形监测系统存在的主要问题.     

应用弹塑性理论计算尾矿坝应力及变形

采用Mohr-Coulomb模型,根据弹塑性理论分析计算散粒体材料坝-尾矿坝的应力和变形,通过某矿山尾矿坝实际工程计算,介绍了该种方法的计算原理、方法和建模过程,并根据计算结果结合实际运行情况分析得出该计算方法符合坝体实际应力和变形情况,成果合理。     

混凝土坝的数字监控

文中提出一个新的理念:混凝土坝的数字监控.目前大坝监控依靠仪器,仪器观测资料对于监控大坝工作状态是重要的,但它们不能给出大坝的应力场和安全系数,因此,笔者建议在仪器监控之外,增加数字监控,利用全坝全过程仿真分析,在施工期即可给出当时温度场和应力场,并可预报运行期的温度场、应力场及安全系数,如发现问题可及时采取对策;在运行期可以充分反映施工中各项因素的影响,对大坝作出比较符合实际的安全评估.通过反分析,仪器观测资料在数字监控中也得到利用.在数字监控的基础上,适当扩充,可以建立数字大坝,有利于大坝的管理.在目前条件下,利用一台微机每周上机一次,即可完成全部计算,运用方便,所费不多,收效显著.     

柘林大坝变形特性及对心墙的影响

根据施工资料，坝体变形及测压管的观测资料，对柘林大坝的变形原因作了分析及探讨。初步得出了砼防渗墙运行状态正常及粘土心墙可能存在裂缝的结论。     

高拱坝短期变形和应力预测预警方法及工程应用

针对高拱坝预测预警能力不足的问题,提出了短时间内基于监测数据和全坝全过程仿真的混合预测模型。在此基础上建立了包含坝体变形和关键部位应力的预警指标体系,能够明确给出各部位变形和应力预警阈值。在小湾拱坝初次蓄水期中的应用结果表明:变形和应力预警指标的阈值设置比较合理,能够对异常情况给出警报,实用且合理有效。研究成果为高拱坝安全运行提供了有效的预测和预警思路。     

小浪底水库土石坝斜心墙应力监测与分析

以小浪底水库土石坝斜心墙应力监测资料为基础,对其斜心墙孔隙水压力、土压力及拱效应进行探讨。分析表明:该斜心墙孔隙水压力受施工、防渗料等影响,与库水位变化规律存在一致、滞后及不一致三种情况。同时,其土压力变化分为土压力上升期、土体快速固结期(土压力下降期)及土压力随库水位有规律变化期三个阶段,越靠近斜心墙上游,三个阶段的变化越明显,越靠近斜心墙下游,三个阶段的变化越不明显。而且,斜心墙拱效应从上游到下游依次减小,在运行初期增大,之后其系数变化与库水位变化正相关,测点越往下游,年变幅越小。