拱坝施工过程对应力的影响

文章就混凝土拱坝考虑混凝土浇筑过程,分缝分块及封拱等程序引起的效应进行分析,并举出算例运用有限元计算软件Ansys对考虑施工过程以及不考虑施工过程的混凝土拱坝进行自重应力计算分析比较,得出有益结论.考虑施工过程的混凝土坝体更能体现实际工程的情况,为拱坝设计阶段提供可靠依据.并对拱坝结构计算研究具有一定的参考价值.     

基于有限元的工程结构施工过程的模拟计算

使用对象型有限元程序的关键在于抓住对对象的理解和操作,对对象的操作关键又在于创建对象并对其进行属性赋值,计算所需的各种信息就是在这一步工作中完成的。利用有限元程序中针对对象的存在函数和作用函数功能,可很好地模拟工程结构的施工过程和加载路径,使计算结果更符合实际。当伴随结构变化而出现的荷载是今后最终结构的主要荷载时,考虑与不考虑施工过程和加载路径的计算结果有着显著差异。     

基于动态施工的土钉支护力计算方法

土钉作为一种经济可靠、施工简单的基坑支护技术,已经在国内深基坑开挖施工中得到越来越多的应用,但土钉支护的理论研究滞后于工程应用,导致基坑土钉力的计算方法多种多样.因此,研究符合工程实际的土钉力的计算方法,合理确定土钉的长度是一个亟需解决的课题.简单介绍了当前土钉支护力的计算方法,指出了这些计算方法存在的不足和缺陷,然后根据动态施工对土钉支护力的影响,提出了计算土钉支护力的新方法,该方法考虑到基坑开挖过程中土体侧向变形的影响,假定基坑土体在开挖到某一深度时,土体产生的侧向土压力由已施工的土钉共同承担,在该深度处设置的土钉不参与已形成开挖面上的土压力分配.通过工程实例的验证,表明该计算方法符合工程实际.     

考虑流固耦合的复杂坝基土石坝稳定性分析

土石坝蓄水后存在渗流场与应力场的耦合效应,若简单将应力场和变形场分开考虑,其计算结果与实际情况相差较大,难以反映工程实际情况。采用大型三维有限差分软件建立复杂坝基的土石坝模型,并分别进行不同库水位下考虑流固耦合和未考虑流固耦合的坝体渗流和稳定性计算,分析流固耦合对土石坝稳定安全系数、最大沉降量以及最大拉应力的影响。结果表明,坝体蓄水后其应力场与渗流场耦合作用是不可忽视的,考虑流固耦合的土石坝更不安全。     

考虑筑坝过程影响下的土石坝应力变形分析

应力变形分析一直是土石坝设计和施工中不可或缺的分析依据。文章以王家堡水库为研究对象,运用有限单元法深入分析了土石坝的分层施工过程及蓄水后的应力分布和变形特征,旨在探究土石坝在筑坝过程中的应力应变特性。计算结果表明,在建模过程中,考虑筑坝过程可使模型分析结果更贴近实际的土石坝应力变形状态,为类似工程安全提供参考。     

苏州地区软土地层深基坑侧向土压力分布规律研究

为研究软土地层深基坑侧向土压力分布规律,依托苏州市轨道交通5号线长江路车站基坑开挖工程,采用增量法理论和数值模拟分析方法,对软土地层深基坑开挖过程中地下连续墙的侧向土压力分布规律进行分析。结果表明：施工过程对地连墙墙体的弯矩影响较大,为保证基坑围护结构安全,采用增量法计算侧向土压力时需考虑施工过程的影响;作用于地连墙上真实土压力分布形式呈三角形;苏州地区软土地层侧向土压力系数K建议取值范围为0.3～0.7。得到的苏州地区软土土压力分布模式可为该地区基坑开挖提供参考。     

非饱和膨胀土主动土压力的库仑解析解

分析非饱和膨胀土的强度特性,考虑非饱和膨胀土含水量与强度的关系及相关影响因素,基于平面滑裂面假设,运用库仑理论,推得了计算非饱和膨胀土主动土压力的解析解公式,并用实际算例对公式进行检验。算例分析表明,随着含水量的增加,主动土压力增大,其变化幅度逐渐减小;若不考虑含水量的影响,结果偏于保守;应用本文建立的解析解公式,可直接得出膨胀土的主动土压力及填土滑裂面与水平面的夹角。     

加筋土挡墙夯实上压力初探

本文通过对某水库加筋土围坝亚粘土料夯实土压力的试验，对加筋土面板所承受的夯实土压力的规律有了初步认识，从而弥补了传统土压力计算理论中未考虑填土夯实施工过程的不足。     

管桩振动沉桩施工对地基软土的影响

饱和软粘土地基沉桩过程中,挤土效应形成的超静孔隙水压力对工程有着重要的影响,介绍了沉桩过程超静孔隙水压力计算方法和消散规律的理论计算方法,并对照中远船务舟山造船基地船台管桩施工中地基软土超静孔隙水压力观测数据进行比较分析,分析结果表明计算结果和实测数据比较吻合;对工程实测孔隙水压力和水平位移观测资料进行分析,研究管桩加固施工过程中对船台软土地基稳定安全的影响。     

加筋土挡墙夯实土压力初探

本文通过对某水库加筋土围坝亚粘土料夯实土压力的试验，对加筋土面板所随的历实土压力的规律有了初步认识，从而弥补了传统土压力计算理论中未考虑填土夯实施工过程的不足。     

刚性挡墙非极限被动土压力计算方法

现有非极限被动土压力理论大多是基于墙背铅直的情况而得到的,公式的适用范围有限,并且在推导过程中也忽略了土层间剪应力的作用。针对平动模式下墙背倾斜的刚性挡土墙,在已有理论基础上,进一步考虑土层间剪应力的作用,基于水平层分析法,推导了非极限被动土压力的理论公式,扩大了公式的适用范围。研究结果表明:与不考虑剪应力的理论成果相比,本文解与试验值更加吻合,从而验证了公式的可靠性;是否考虑土层间剪应力并不影响土压力合力,但影响土压力的分布,且在墙体上部土压力大于未考虑剪应力的分布解,下部则相反;非极限被动土压力和土层间平均剪应力均随着墙体位移比、填土内摩擦角、填土外摩擦角的增大而增大;随着墙背倾角的增大,土压力强度在墙体上半部分几乎无变化,下半部分减小较为明显;土层间平均剪应力在墙体上部分减小,墙底处增大。同时考虑土拱效应与剪应力的合力作用点位置高于仅考虑土拱效应的解,而低于库伦解。研究结果可为挡土墙设计提供参考。     

基于土拱效应的非饱和土主动土压力计算方法

基于扩展的非饱和土抗剪强度公式,假定墙后土体小主应力拱为圆弧拱,分别建立了水平微分单元平均竖向应力、层间剪切力与墙体水平反力的关系,进而通过静力平衡方程推导出非饱和土主动土压力计算公式。分析过程中考虑了水平微分单元体层间剪切作用,弥补了传统土拱效应方法中水平微分单元体受力不平衡的不足。与经典方法获得的非饱和土土压力公式相比,该方法考虑了墙后土体主应力偏转现象,所得主动土压力呈非线性分布,能够反映土体的真实应力状态;与传统的考虑土拱效应的土压力解析解相比,该方法较全面地分析了主动土压力影响因素,考虑了非饱和土物理力学性质、地下水位的影响。该结果可为非饱和土土压力研究提供理论依据,对工程设计有一定参考意义。     

哈桑河西沉沙调节池工程坝型方案优选分析

哈桑河西沉沙调节池在工程设计中,对均质土石坝、粘土心墙坝、粘土斜墙坝以及砂砾石土石坝四种坝型进行了定性分析.在此基础上,运用层次分析法以施工条件、工程造价、施工工期以及施工工期运行管理等为评价指标进行定量分析.并选定了哈桑河西沉沙调节池工程坝型优选方案--均质土石坝方案.     

挡土墙侧向土压力中外确定标准的对比分析

挡土墙侧向土压力分主动、静止和被动土压力,而实际各种土压力状态的形成与墙体相对于土体的位移大小和方向有关。国际上不同国家的设计标准就其计算方法进行了不同的规定,具体工程项目设计过程中如何选择尚未达成共识,工程师多凭过往工程经验或自身对规范的理解选择对应的计算方法。若遇分歧、便无定论,尤其是跨国工程设计更为甚之。通过对比分析欧洲、美国、中国香港及中国大陆规范,主要针对重力式、悬臂式和扶壁式挡土墙侧向土压力的确定标准和原则进行梳理、提炼和对比分析,拟从源头探讨挡土墙侧向土压力确定标准的统一性原则,以期对挡土墙结构设计和稳定性分析提供更具理论依据的计算方法。同时,研究结论还可为后续跨国工程的勘察设计提供必要的技术支撑。     

爆破荷载下软土地基动力响应离心模型试验研究

爆破挤淤处理软基技术具有施工工期短、固结沉降快、地基后期沉降小等优点,已广泛应用于淤泥质海岸工程的地基处理,但目前研究远落后于工程实践。随着爆破离心模拟技术的发展,实现了离心场外对场内引爆装置的控制,为爆破荷载下软土地基动力响应特性的研究提供试验手段。开展3组离心场中不同炸药量的爆破挤淤模型试验,研究爆破的影响区域,建立爆破荷载作用下的挤淤效果与炸药量的关系。试验结果表明,药包炸药量与爆破影响区域密切相关,爆破影响区软土含水率降低、密度增大,且爆破瞬间冲击荷载引起土压力和孔隙水压力的突变。研究成果可为爆破挤淤工程的设计和施工提供试验依据。     

小浪底斜心墙堆石坝的有效应力分析

采用非线性有限元模型，对黄河小浪底斜心墙堆石坝的最终设计断面在施工和蓄水过程中的应力和变形状态进行了分析，主混凝土防渗墙采用梁单元模拟，并在砂砾石与混凝土防渗墙以及粘土与混凝土防渗墙间设置接触面单元。上游旋喷混凝土防渗墙采用普通实体单元进行模拟。结果表明，上游旋喷混凝土防渗墙中的应力不超过１１ＭＰａ，不会有强度问题，而对于主混凝土防渗墙，由于在施工期和蓄水淤积期均承受较大的应的力，因此该防渗墙的设     

高心墙堆石坝坝基防渗墙与心墙连接方案研究

深厚覆盖层坝基上的高心墙堆石坝越来越多地采用两道防渗墙的设计方案。防渗墙与土质防渗体连接处是抵御渗透破坏的关键部位,该部位的混凝土结构设置方案优化是防渗设计的重点内容。阐述了瀑布沟电站心墙堆石坝混凝土防渗墙与土质心墙几种连接方案的设计比选过程,重点研究了防渗墙和廊道完全被高塑性黏土包裹和仅顶部被高塑性黏土包裹两个优化方案中心墙底部的孔隙水压力和渗透坡降的性状,表明这两个方案都是可行的。连接部位的渗透坡降是非均匀的,混凝土结构顶部的渗透坡降较大,心墙底部出口处的渗透坡降较小;坝体与两岸相接部位心墙底部渗流出口处的渗透坡降最大;高塑性黏土仅设置于混凝土结构顶部有利于心墙变形和施工进度,推荐设计采用。     

现代坝工技术及其发展趋势(一)

简要回顾坝工技术发展的历史，重点介绍重力坝、拱坝和土石坝等坝型在设计理论、设计方法和筑坝技术等方面的发展过程和当前研究水平，针对计算分析中存在的问题，反分析研究愈来愈受到重视．同时也对当前流行的碾压混凝土坝、混凝土面板堆石坝、复合土工膜防渗土石坝等新材料、新坝型、新技术进行了论述．在深厚透水坝基防渗处理方面重点介绍混凝土防渗墙技术和高压喷射灌浆处理技术等．     

预留反压土对基坑开挖效应数值分析

针对某基坑开挖工程采用地下连续墙、坑边预留反压土可行性问题,以该工程预留反压土关键设计思路与施工技术安全经济为目标,首先对基坑开挖过程挡土结构位移土压力曲线进行分析,并基于 Midas /GTS 建立了该基坑开挖工程三维相互作用体系有限元模型,对有/无设置反压土两种基坑工况进行非线性数值比对。结果表明,反压土能有效阻止周围土层和基坑基底的位移,并可对地连墙的不均匀沉降位移起到一定的控制作用,减小对冠梁产生附加次生的弯矩及剪力而导致的结构开裂破坏作用。基坑隆起与是否预加反压土关系不大,若所处地质环境良好,适当的采用反压土支护形式,可有效降低挡土结构位移与内力。变化反压土体积( 包括顶宽、高度、坡度) 对地连墙支护结构最大位移反应具有显著影响,当反压土具有适当体积时,地连墙最大位移反应可降低至 5 cm 以下,采用最优反压土体积参数可大幅降低基坑开挖时的支护费用。     

大型调压井沉井受力特性探讨及施工方法改进

针对某工程砂卵砾石覆盖层中大型调压井沉井规模大、所处地层均匀性差、大体积孤石数量多、受地层性质及施工因素影响大等特点,以及施工面临的井身偏移倾斜、刃脚被孤石破坏及井壁与地层脱空等问题,首先进行了成因分析,解析比较了施工过程中沉井井壁土压力的变化;最后通过数值方法对沉井下沉过程中地层含有孤石时的施工方法进行了对比分析。结果表明:当土压力由先前的静止土压力转变为被动土压力时,井壁偏于不安全;沉井下沉过程中地层含有孤石时,应将前期先开挖土体再破除孤石的下沉开挖方法调整为先破除孤石再开挖土体,调整后可大幅降低沉井井壁和刃脚的应力,避免了井壁和刃脚出现破坏。