双江口心墙堆石坝动力特性的振动台模型试验研究

本文通过进行不同地震动输入的振动台模型试验,研究模型坝的动力特性及其变化规律,并通过土石坝振动台模型试验相似率推算了原型坝的动力特性.研究表明:(1)对于一次振动,模型坝各测点所得自振频率及阻尼比基本一致,表明坝体具有大致固定的振型;(2)随台面激励峰值加速度的增大,自振频率明显降低,而阻尼比增大;(3)自振频率及阻尼...     

双江口心墙堆石坝地震加速度反应的振动台模型试验研究

本文通过不同地震波输入的振动台模型试验,得到模型坝的加速度分布资料,研究测点位置、台面地震波强度、地震波类型、多向输入、先期振动和蓄水等因素对加速度放大倍数分布的影响.研究表明:(1)坝体地震动加速度反应在河谷坝段最为强烈,且随所处坝体部位高度的增加而增强;(2)对相同高程上各点,以中心线坝体测点加速度反应最小,上、下...     

土石坝地震永久变形计算方法

对于土石坝的地震永久变形,本文提出等效结点力-逐步软化有限元计算模型.首先根据坝体地震动力响应的非线性有限元分析确定各时段坝体单元可能发生的残余应变、振动孔隙水压力增量及累积振动孔隙水压力,以此对静变形模量和强度及静应力-应变关系进行修正,并应用于下一时段计算中;同时基于所确定的与上一时段地震作用所产生的潜在残余应变增量和静应力-应变关系确定地震作用相应的等效结点力.在每一时段末根据上述所确定的等效结点力和应力-应变关系,运用整体有限元分析确定坝休的残余变形增量,将各个时段计算所确定的残余位移累加得到地震作用后坝体的残余变形量.这种方法能够同时考虑地震惯性力效应和土的软化效应对土石坝地震永久变形的影响.     

胶凝砂砾石坝模型试验突变理论破坏判据

地质力学模型试验是研究胶凝砂砾石坝(cemented sand-gravel dam,CSG坝)安全稳定性的一种研究方法,但在试验中,模型的变位位移比较微小、倾覆趋势不易捕捉,并不能精确地判断出试验中模型受压破坏的区间及其超载安全系数(模型破坏时的极限安全系数)。针对这一问题,本文通过开展CSG坝复杂地基条件下地质力学模型试验,得到了坝基内部应变、坝体下游面位移及坝体表面应变等数据,判断出模型的超载安全系数Kp在4.6～6.2区间内;为得到模型精确的超载安全系数,首先运用突变理论对模型试验数据进行四次多项式拟合,后将结果代入模型失稳判别式,得到了模型的超载安全系数K_p的精确区间为6.0～6.2。本文解决了困扰CSG坝地质力学模型试验中超载安全系数精确性的问题,对CSG坝后续的推广、发展和应用起到了积极的作用。     

带横缝拱坝地震破坏机理的振动台试验研究

本文通过脆性材料制作的带横缝拱坝模型,采用逐步加大的谐波荷载,考察拱坝的动力破坏机理.通过对模型拱坝整个破坏过程的观测,重点研究不同破坏阶段模型拱坝在动力荷载作用下的一些反应规律.同时,结合试验模型坝体的破坏历程.对拱坝计算专用有限元程序ADADP-88的合理性做进一步验证,为工程实际的破坏计算预估莫定基础.     

双江口心墙堆石坝振动台模型试验研究

通过振动台模型试验,得到了双江口心墙堆石坝的自振频率、阻尼比和振型等动力特性参数,研究了坝体地震加速度反应和残余变形等分布规律,这些成果可供大坝抗震设计参考使用,对其他工程亦有一定的参考价值,也是验证和改进地震动力反应方法和计算程序的基本资料.本文详细介绍振动台模型试验概况,包括模型设计、模型制作、加速度传感器埋设、表面位移测点布置和试验方案等情况.     

不同输入地震波作用下高土石坝地震反应分析与评价

采用基于黏弹塑性模型的三维真非线性动力反应分析方法,进行了不同输入地震波作用下高土石坝地震反应分析。研究比较了在场地波、规范波、实测波三类不同输入地震波作用下高土石坝的加速度和动剪应力反应、地震残余变形、坝坡动力稳定性和大坝的抗震安全性。结果表明,在给定的三类不同输入地震波作用下,场地波作用下大坝的动力反应最大。整体来看,场地波作用下的计算结果相对保守,满足规范波作用下的安全性是最低要求,实测波选择上存在局限性。所提出的有关规律和结论,可为工程抗震设计提供技术依据。     

拱坝地震破坏的模型试验与数值模拟

从模型试验和数值模拟两方面研究拱坝在地震作用下的破坏情况.在振动台上进行了高拱坝的动力模型试验,研究空库情况下整体坝的破坏过程和破坏形态.试验中采用仿真混凝土,模拟部分地基和山体.由设计加速度反应谱生成地震加速度时程,在顺河向逐级加载输入.为与模型试验互相验证,文中模拟相似的条件,对拱坝的原型进行非线性有限元分析.在宏观均质假定的基础上考虑混凝土细观分布的非均匀性,得出的破坏过程和破坏形态与模型试验结果一致.证明了模型试验设计和本文数值模型的有效性.研究表明,顶拱中部附近是拱坝抗震设防的关键部位,地震作用下易发生开裂,极端情况下坝块可能脱落,随后其两侧的混凝土相继脱落导致破坏区域扩大,应对该区域进行深入的抗震分析并采取合理的抗震措施.     

重力坝在冲击荷载作用下破坏模型试验

目前水工结构的动力破坏特性越来越受到关注.通过模型试验的方法研究重力坝模型在冲击荷载作用下的破坏.冲击荷载施加的位置在模型顶部,冲击荷载由小到大逐渐增加,直到模型破坏.结构的响应由布置在模型上的加速度传感器和应变传感器测定.对应于每次冲击荷载,试验时分别记录加速度和应变响应值.根据结构在冲击荷载下响应的时程曲线,可得结构在不同冲击荷载作用下最大加速度和最大应变响应值.试验结果表明在结构破坏之前,结构各部位的加速度响应与应变响应的最大值基本上随冲击荷载的增加而增加.当结构发生破坏时,结构的最大响应值不论是加速度响应还是应变响应都有所减小,并且此时的响应规律也与通常情况下的响应规律不同.     

高土石坝坝坡抗震稳定分析的研究

利用拟静力法进行高土石坝坝坡抗震稳定分析时,地震荷载按照现行<水工建筑物抗震设计规范>(DL5073-1997)建议的土石坝地震加速度动态分布系数图示确定.但是此图示只适用于150m以下的土石坝,而目前许多土石坝的设计高度已远大于150m.与低坝相比,高坝的高阶自振周期与地震卓越周期遇合的机率增大,高阶振型的振动易于被激发放大,从而导致坝体地震加速度沿坝高分布与低坝有所不同.本文采用有限元法研究了高土石坝的加速度分布,提出了250m级高土石坝的地震加速度动态分布系数图示,并以此确定地震荷载,同时利用筑坝材料的非线性强度准则和土体动强度准则,对250m级高土石坝坝坡抗震稳定性作了进一步的讨论.     

双江口心墙堆石坝三维动力分析及模型试验验证

介绍世界上最高的心墙堆石坝——双江口大坝的振动台模型试验,并利用等效线性方法对模型坝进行三维动力有限元分析,得到坝体加速度放大倍数沿坝高、坝轴线和顺河向的分布规律,并验证了利用等效线性方法进行堆石坝的动力分析是基本可行的。但是有限元难以准确模拟下游松散边坡的表面放大效应,可能导致计算结果偏小,且地震动输入较大时,等效线性方法计算结果误差较大。根据原型坝的数值分析可知,原型坝加速度反应的总体规律计算值与试验值大致相同,利用模型试验相似率推算的原型坝自振频率也与计算值相差不大。说明利用振动台模型试验研究高堆石坝的动力特性和动力反应有重要参考价值。     

超高心墙堆石坝大型振动台模型试验及数值模拟

我国西南强震区兴建高坝抗震问题非常突出。振动台模型试验是研究土石坝动力反应和震害机理、验证动力计算方法的有效手段。论文以300m级的双江口超高心墙堆石坝为依托,介绍了大型振动台模型试验,并利用等效线性模型对模型坝进行了数值计算。通过对试验值和计算值的比较,验证了等效线性模型能较好的模拟坝体的动力反应。两种方法均反映出坝体最危险位置在下游坝坡0.75～0.85H处,且空库比满库的地震反应明显偏大。但是,有限元难以准确模拟松散边坡的表面放大效应,可能导致计算结果偏小;且等效线性方法属于非线性粘弹性模型,不能反映先期振动和坝体破坏过程。     

双江口心墙堆石坝坝体变形和应力对材料的参数敏感性分析

采用三维静力有限元法,基于邓肯-张E-B非线性弹性模型,模拟计算了双江口高心墙堆石坝的应力与变位.研究了基准参数,高强参数,低强参数,心墙拱效应分析参数与不均匀沉降分析参数对坝体变位与应力的影响.研究结果表明各种参数下坝体变形规律与主应力分布规律一致,但是坝体变形与应力的量值随着不同强度的参数而有差异.坝体沉降在高强参数下取得最小值,比基准参数下的值减小0.147m(约6.34%);在低强参数下取得最大值,比基准参数下的值增大0.2m(约8.62%).在不同参数计算的结果中,上游堆行区特征点大主应力极大极小值相差0.011MPa,下游堆石区特征点大主应力极大极小值相差0.308MPa,心墙特征点大主应力极大极小值相差1.261MPa,说明心墙应力对于材料参数的敏感性明显高于上下游堆石区应力.     

拱坝横缝非线性动力响应的模型试验和计算分析

本文采用脆性材料（重晶石膨润土混合料）制作的拱坝模型来研究拱坝横缝的非线性动力响应，通过振动台输入谐波和地震波对械模型拱坝进行动力试验，并运用拱坝非线性分析有限元程序ADPD-88来进行计算比较，试验结果验证了数值模型的可行性，揭示了带横缝拱坝在地震荷载作用下的反应规律。此外，本文对运用有限元程序来计算拱坝横缝地震非线性反应提出了若干建议。     

基于数字监控的高心墙堆石坝施工场内交通仿真研究

高心墙堆石坝施工场内交通运输过程复杂,且影响因素众多,设计阶段进行的施工场内交通仿真难以面向动态的施工过程。本文提出了基于数字监控的高心墙堆石坝施工场内交通仿真理论,建立了相应的仿真模型,依据基于GPS技术的高心墙堆石坝填筑施工过程数字监控系统提供的高精度实时施工信息,通过数理统计法,获取更加贴近实际施工过程的仿真参数及影响因素指标,并根据实际的施工进程模拟下一阶段的场内交通状态。通过工程应用实例表明,所提出的理论和方法较传统仿真更为先进,为工程施工场内交通运输过程的分析与控制提供有效的技术支持。