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。     

溢流坝坝面水流数值模拟及其验证

采用修正的Ｋ－ε模型封闭Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程作为紊流控制方程，引入通度概念处理不规则边界，引用ＶＯＦ法追踪自由表面，对溢流坝坝面水流进行数值模拟。模型试验验证结果表明，采用本文建立的数学模型对溢流坝水流进行数值模拟是可行的。     

瓦都水库粘土心墙坝分区设计与施工期原型观测

通过瓦都水库粘土心墙土石坝分区的设计和原型观测，阐明了查明筑坝料的物理力学性质，并依据坝料性质进行坝体分区设计是土石坝设计的关键和保证其经济安全的根本所在，可为今后土石坝设计提供有益的例证。     

高混凝土面板堆石坝应力变形数值模拟研究

常规计算法方法无法精准反映高面板堆石坝实际受力情况,造成国内外修建的一些高面板堆石坝出现面板挤压破坏和结构性裂缝问题。采用邓肯E-B模型进行高面板堆石坝三维有限元分析计算,结果表明:高混凝土面板堆石坝的应力和沉降量较小,绝大部分荷载是经过垫层和过渡层由主堆区石传入坝轴线以上的地基中,坝壳料具有足够的变形模量及自由排水性能,孔隙率控制是合理。面板堆石坝应力的分布在各堆石区的分界处没有较大突变,坝体填筑分成防渗补强区、垫层区、堆石区各区坝料之间满足力学平稳过渡的要求。因此高面板堆石坝设计是合理的,对类似工程设计具有参考意义。     

老混凝土坝防渗加固施工中温度应力仿真分析

运用大型通用有限元分析软件ANSYS对某老混凝土重力坝防渗加固形成防渗心墙施工中的温度场及温度应力进行全过程的仿真分析.计算中考虑了水温、气温、坝体材料分区、坝体切槽、浇筑层尺寸以及混凝土发热率等因素的影响.得出了施工过程中温度场及温度应力的变化规律,新浇混凝土对坝体整体湿度场影响较小,但浇筑坝内的温度和应力都有一定变化,新老混凝土接触处应力发生较大变化,开挖、浇筑施工中温度作用不显著改变坝体整体应力状态,但温度荷载却为产生坝体应力的主要因素.     

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。     

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。     

考虑温度历程的混凝土坝实测应变转换应力分析

由于混凝土各项性能和水泥水化反应密切相关,因此混凝土热学和力学性能的发展不仅与龄期有关,还与自身温度和温度历程有关,而传统混凝土坝实测应变转换应力计算理论中尚未考虑温度历程的影响,这导致转换获得的拉应力并非真实应力。基于等效龄期理论与变形法基本原理,推导了考虑温度历程的实测应变转换应力公式,并给出了考虑温度历程的实测应变转换应力计算步骤;结合西北地区典型混凝土坝对比分析了考虑温度历程及不考虑温度历程的转换应力,分析表明,西北寒冷地区的典型混凝土坝温度范围为6.4~37.0 ℃,考虑温度历程的拉应力与不考虑温度历程的最大差值为0.49 MPa,且差值峰值出现在早龄期,此时混凝土强度尚未充分发展,若不考虑温度历程影响,则无法进行准确的安全评价。