溪洛渡高拱坝运行初期应力应变监测资料分析

通过分析溪洛渡高拱坝运行初期无应力计和应变计组监测基本情况,建立了坝体混凝土应力应变监测资料分析流程,构建了溪洛渡水电站高拱坝应力应变监测资料分析模块,对坝体混凝土的自生体积变形和应力状态进行了计算。计算结果表明,溪洛渡高拱坝大部分无应力计为收缩型,拱坝混凝土自生体积变形随龄期变化稳定;坝体强约束区和典型坝段总体呈受压状态,局部存在少量拉应力,影响范围和计算值均较小。     

布西拱坝有限元等效应力计算研究

文章以布西拱坝为例,利用Ansys有限元计算软件对拱坝结构进行了应力计算分析,并对坝体近基础部位进行了等效应力计算研究,阐明了拱坝等效应力计算研究的基本方法和对工程的意义。     

拱坝坝体及孔口应力有限元仿真分析

对洞坪拱坝开孔前后的坝体结构应力变形状态作了三维弹塑性有限元仿真分析计算,并且进行了等效应力核算。计算结果表明,坝体应力变形满足安全要求。在整体大坝仿真的基础上。通过局部网格加密。重点对中孔部位的闸墩及弧形闸门深梁进行了有限元计算,为孔口处配筋提供了参考依据。     

九龙眼拱坝应力变形非线性有限元分析

为研究九龙眼拱坝在各计算工况下坝体的应力变形特征,基于拱坝设计体形及相关地形地质资料,建立了拱坝—坝基系统的三维有限元计算模型,并采用非线性有限单元法进行计算分析。计算分析成果表明:在各种计算工况下,坝体应力及变形分布规律合理,应力极值不大,符合现行规范中关于有限元分析应力控制指标的规定,拱坝应力满足强度要求。     

等效应力在拱坝应力分析中的应用

拱坝应力分析方法大致可以分为拱梁分载法及有限元法两类。其中有限元法计算结果在近基础部位存在着明显的应力集中，这对拱坝的应力评价带来了困难。基于ＡＮＳＹＳ软件，通过在模型中设置薄层单元，并利用单元平衡条件计算基础部位的等效应力，可以很好解决这一问题。计算结果表明，工程实例的基础部位等效应力结果合理，满足各工况条件下拱坝应力控制标准，为工程设计提供了依据。     

溪洛渡拱坝初期不同特征水位工作性态分析与安全评价

基于溪洛渡拱坝初期蓄水期540 m、560 m、580 m、600 m四个不同特征水位坝体各类监测资料的分析,借助三维有限元商业软件对大坝施工形象面貌、蓄水进度计划进行仿真模拟及数值分析计算,对蓄水期拱坝工作性态进行反馈分析、预测及安全评价,进而为拱坝运行期蓄水提供决策参考。数值模拟及反馈分析计算表明:不同特征水位阶段下,坝体及坝基变位合理、变形协调,坝体应力处于设计可控范围之内,灌后横缝均处于压缩状态,其变位、应力分布均符合拱坝整体受力特性。初步判断:溪洛渡拱坝在库水位初次蓄至正常蓄水位600 m高程的各阶段安全可靠受控,处于正常工作状态。     

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。     

基于ABAQUS的拱坝三维有限元等效应力计算

在拱坝三维弹性有限元计算中，近基础部位会出现明显的应力集中，而坝踵坝趾常为拱坝应力控制的关键部位，得到其准确的应力分布对指导设计具有重要意义。通过ABAQUS进行拱坝三维有限元计算，结合Python二次开发实现拱坝建基面任意积分路径应力的提取和截面内力的计算，并通过材料力学法完成局部等效应力处理。计算表明：该方法能实现建基面任意路径下的应力等效，有效改善坝体应力集中现象。     

不同自重施加方式对拱坝施工期应力的影响

自重作用对拱坝应力状态影响较大,拱坝分析中,在施加自重时必须考虑真实的施工过程。以实际拱坝为例,采用有限元通用软件ANSYS,利用单元生死对拱坝的施工过程进行仿真分析,计算中考虑了施工中不同自重施加方式对坝体应力的影响。计算结果表明,施工过程对坝体应力有显著影响,给出了仿真计算的自重施加方式,为类似工程的拱坝应力分析提供了依据。     

基于温度应力仿真的碾压混凝土拱坝诱导缝开裂分析研究

诱导缝作为碾压混凝土拱坝结构防裂措施,能否在坝体温度下降时率先开裂,以消散温度应力,是控制坝体温度裂缝的关键。应用大型有限元分析软件ANSYS,采用薄层实体接缝单元模拟诱导缝,考虑施工期至运行期全过程瞬态温度荷载,通过三维有限元温度应力仿真分析和诱导缝开裂情况分析对全部采用"诱导缝"分缝形式的某碾压混凝土拱坝进行可行性研究。结果表明:坝体高拉应力区设置的诱导缝,在做好缝端处理,消除诱导缝与地基接触部位应力集中的条件下,能够有效地释放坝体应力,保证坝体在温度荷载下的运行安全。仿真分析结果可为该碾压混凝土拱坝的温度控制、裂缝预测及其预防提供参考依据。     

我国特高拱坝的建设成就与技术发展综述

结合二滩、溪洛渡、锦屏一级、大岗山、小湾等一系列特高拱坝的建设实践,总结了我国特高拱坝的建设成就,阐述了我国特高拱坝建设关键技术的研究进展,包括建基面的研究与确定、体形优化设计、应力分析与强度设计、拱座抗滑稳定、整体稳定、抗震设计、混凝土材料、混凝土温控防裂、基础处理、施工技术等10个方面的内容。认为我国混凝土拱坝建设技术已处于国际领先水平,指出我国特高拱坝建设需深化研究的4个问题,即特高拱坝安全评价体系建设、特高拱坝风险设计、特高拱坝抗震研究以及特高拱坝安全运行健康诊断技术研究。     

溪洛渡拱坝设计综述

溪洛渡拱坝的工程规模和技术难度均超出了现行拱坝设计规范的控制。为此，在可行性研究阶段，立足现有技术水平，借鉴国内外成功经验和最新研究成果，以规范为基础，佐以现代仿真分析和模型试验，结合工程类比，对溪洛渡拱坝建基面与拱坝体形、应力分析与设计强度、抗滑稳定与整体稳定、抗震分析与评价、温度控制、基础处理等进行了研究分析，使拱坝设计最终达到安全可靠、技术可行、经济合理。     

高拱坝非线性有限元分析合理网格尺寸研究

针对用非线性有限元法对拱坝进行安全度评价分析时,网格尺寸对计算结果的敏感性,提出了合理网格尺寸的确定方法。以溪洛渡高拱坝为例,对采用非线性有限元仿真分析进行的拱坝安全度评价所要求的合理网格尺寸进行研究,得出了一些有益的结论,可为高拱坝非线性有限元分析的规范化提供参考。     

Analysis of working behavior of Jinping-I Arch Dam during initial impoundment

To study the stress, deformation, and seepage pressure during the initial impoundment of the Jinping-I Arch Dam, monitoring analysis and numerical calculation were used in a dam behavior analysis that focused on the working behavior of the dam during the late period of the initial impoundment up to the end of November 2014. The numerical calculation was performed based on feedback analysis of the deformation and stress of the arch dam through inversion of the elastic moduli(E) of the dam body and foundation, using a three-dimensional finite element model for the linear elastic material of the arch dam. The main monitoring indices presented insignificant changes in the late period of the initial impoundment, and the results of feedback analysis were consistent with monitoring results. Analysis results also show that the deformations of the dam body and dam foundation were within the design range; the dam stress distributions were normal, with values lower than the design control criteria; and the seepage flows through the dam body and dam foundation were lower than the design drainage capacity of the deep-well pump house, demonstrating that the Jinping-I Arch Dam was in good working condition, and the initial impoundment had been successfully completed. The results of the working behavior analysis of the Jinping-I hydropower project during the initial impoundment can provide references for safe operation of similar projects.     

碾压混凝土拱坝三维弹塑性有限元分析

在建立碾压混凝土拱坝等效连续概化模型的基础上 ,采用压扁单元和等效连续概化模型相结合来模拟碾压混凝土坝体的方法 ,运用四参数、Mohr- Coulumb和 Drucker- Parger准则分别模拟坝体、层面和基岩 ,以及用分散式裂缝模型模拟坝体开裂状态。对沙牌碾压混凝土拱坝进行的三维弹塑性有限元分析表明 ,坝肩出现了非层面向的裂缝并危及帷幕灌浆体 ,不利于拱坝正常运行。     

小湾非整体拱坝的抗震稳定性数值仿真试验研究

针对高拱坝抗震稳定性分析中坝体收缩横缝、坝肩节理裂隙岩体的接触非线性问题,本文研制开发了三维动态接触单元和用于动力非线性分析的修正中心差分法程序,对在建的小湾300m级高拱坝—坝基体系进行了三维动力非线性数值仿真分析。通过数值分析,研究了小湾高拱坝非线性特性及其对坝体抗震稳定性的影响,进而对高拱坝抗震稳定性有了进一步的认识。     

薄层单元厚度对堆石混凝土重力坝施工纵缝仿真的影响研究

堆石混凝土重力坝中,常态混凝土防渗层的施工会使坝体产生一条施工纵缝,其对堆石混凝土重力坝的影响尚不明确,为此,提出采用薄层单元模型对堆石混凝土重力坝的防渗层施工纵缝进行二维仿真。为提高仿真精度,薄层单元厚度的选择是关键。以某堆石混凝土重力坝为例,探讨薄层单元厚度对施工纵缝仿真的具体影响。研究表明：薄层单元厚度对堆石混凝土重力坝施工纵缝的缝面应力以及坝基面的应力影响显著;坝踵和纵缝底端应力整体上与薄层单元厚度线性相关;薄层单元厚度控制在5～15 cm比较适中。     

自重与初次蓄水对特高拱坝应力的影响

以小湾拱坝为例,对不同自重施加方式及初次蓄水条件下大坝的应力进行了三维数值仿真分析。对不同施工方案的应力对比研究结果表明,自重施加方式、封拱灌浆过程及初次蓄水均对坝体应力分布有较大影响,自重全部由梁承担过小地估计了坝体上游拉应力,而整体施加自重、水压时,计算得到的拉应力偏大,从计算精度考虑,小湾拱坝应力计算按10次以上的分期浇筑、分期封拱及分期蓄水过程模拟为宜。     

二滩拱坝基础变形模量变化对坝体应力影响的敏感性分析

本文针对二滩拱坝坝基地质条件,通过基础变形模量变化所引起的坝体应力的变化。研究基础变形模量变化对坝体应力影响的规律,从而为二滩拱坝坝体强度的安全评价提供依据。     

普定碾压混凝土拱坝布置和结构设计

普定碾压混凝土拱坝筑坝新技术研究是国家重点科技攻关项目专题之一。依托这一成果建成的普定碾压混凝拱坝，采用坝身泄洪，整体式坝体结构，不设施工缝，仅在溢洪道两侧各设一诱导缝，以减小施工干扰，限制坝体裂缝，加快施工进度；采用碾压混凝土自身防渗，挡水运行表明坝体无渗水，完全达到设计要求，拱坝基础垫层采用外掺ＭｇＯ常态混凝土，结果垫层混凝土的施工缝一直处于受压状态，避免了裂缝的产生。普定碾压混凝土拱 坝和结