RCC坝层面影响带黏弹塑性流变模型

针对碾压混凝土坝施工层面影响带渐变力学特性，基于坝体层内材料横观各向同性假定，依据复合材料分析思路和串、并联模型理论，建立了碾压混凝土坝层面影响带渐变规律分析模型，并针对其渐变特性，提出了层面影响带厚度、弹性模量以及粘性系数等计算参数的确定方法，揭示了坝体层面影响带渐变力学行为规律；据此研究，建立了相应的黏弹塑性流变分析计算流程，并研制了相应的有限元计算程序。实例表明，提出的碾压混凝土坝层面影响带主要计算参数的确定方法以及建立的黏弹塑性分析模型能客观地模拟大坝结构变化形态，其计算结果与原位监测成果吻合较好，同时，文中所建分析模型可推广应用于常态混凝土坝，尤其是坝基有夹层或断层等变形规律的分析。     

高寒地区碾压混凝土坝运行期力学参数反演分析

为准确获得高寒地区碾压混凝土坝真实状态下的力学参数,将碾压混凝土作为横观各向同性材料进行参数反演分析。首先采用均匀设计构造力学参数样本,然后基于有限元法计算不同工况下的顺河向位移,将有限元分析得到的水压分量相对值及相应的力学参数作为神经网络的训练样本,建立水压分量相对值与相应的力学参数非线性映射关系。基于大坝实测位移,考虑坝顶冻胀变形的影响,通过建立坝体及坝基多测点变形统计模型分离出水压分量相对值,将其作为反演模型的输入值,得到坝体及坝基的力学参数。通过实例分析表明,该方法反演得到的坝体及坝基力学参数是可行的,可为高寒地区碾压混凝土坝安全性态评估提供参考。     

碾压混凝土坝等效黏弹性参数反演

根据碾压混凝土坝的成层结构特性,将层面影响概化到整个坝体中,将碾压混凝土坝视为横观各向同性体,建立了碾压混凝土坝等效黏弹性模型。根据位移实测资料,采用偏最小二乘法建立位移统计模型,分离水压分量和时效分量,建立反演碾压混凝土坝双向异性黏弹性参数的目标函数,并利用混沌遗传算法对黏弹性参数进行反演。工程实例中,将反演得到的黏弹性参数作为已知值,计算测点在相应时间段变形的水压和时效分量之和,并与分离出的实测值进行对比,结果表明:计算值与实测值比较接近,说明反演方法是正确、可行的。     

碾压混凝土坝层面影响带黏弹塑性流变模型

针对碾压混凝土坝施工层面影响带渐变力学特性,基于坝体层内材料横观各向同性假定,依据复合材料分析思路和串、并联模型理论,建立了碾压混凝土坝层面影响带渐变规律分析模型,并针对其渐变特性,提出了层面影响带厚度、弹性模量以及黏性系数等计算参数的确定方法,建立了相应的黏弹塑性流变分析计算流程,并编制了相应的有限元计算程序。实例表明,本文提出的碾压混凝土坝层面影响带主要计算参数的确定方法以及建立的黏弹塑性分析模型能客观地模拟大坝结构变化形态,其计算结果与原位监测成果吻合较好。同时,文中所建立的分析模型可推广应用于常态混凝土坝,尤其是坝基有夹层或断层等变形规律的分析。     

碾压混凝土坝弹性力学参数渐变规律分析

受振动碾压和龄期的影响,碾压混凝土坝力学参数具有空间和时间的渐变特性。这些渐变特性导致碾压混凝土坝力学参数的复杂变化,是各碾压层本体和层面的力学参数以及层面厚度难以准确确定的主要原因。本文首先针对碾压混凝土坝各相邻碾压层弹性模量和徐变度差别较小的特点,研究了碾压混凝土坝并层龄期的确定方法;然后考虑碾压混凝土的空间渐变特性,结合复合材料力学串并联模型,建立了典型碾压层弹性计算参数分析模型;进一步利用并层算法,构建了并层体的弹性计算参数分析模型;最后,在碾压混凝土坝并层等效弹性力学参数反分析的基础上,利用粒子群算法,求解出了碾压混凝土坝弹性渐变参数。工程实例表明,本文提出的方法是可行有效的。     

碾压混凝土重力坝层间应力地震响应分析

强震作用下碾压混凝土重力坝的动力响应特征和破坏与碾压层的层状性态密切相关。基于碾压混凝土中碾压层与本体混凝土力学参数关系,以及横观各向同性本构模型,利用宏观等效单元建立了地震动作用下含碾压层影响的重力坝等效模型。利用此模型进行了地震作用下的计算,将常态混凝土坝坝体应力与碾压混凝土坝各碾压层间应力进行比较。结果表明,文中的等效单元方法能够反映出强震作用下碾压层特征对结构的动力响应特性的显著影响,并且能够大幅度提高计算效率,节约计算时间和成本。对不同碾压层等效厚度的比较可以看出,当软弱夹层厚度较大时,它对坝体层间应力的影响更为明显。     

RCC坝力学参数反演不唯一性概率统计分析方法探讨

由于室内试验确定的混凝土坝力学参数与实际参数存在较大差异,目前混凝土坝工程上常基于实测变形采用优化算法或仿生算法反演获得混凝土坝力学参数,然而多参数反演不唯一性问题尚未解决。针对反分析不唯一性问题,考虑到大坝混凝土弹性模量和强度之间密切相关,基于大坝混凝土强度标准值的定义方法,建议基于实测变形进行多次力学参数反演,然后对反演结果进行概率统计分析获得概率分布函数,依据80%保证率确定反演参数。结合高寒地区某碾压混凝土(RCC)坝实测变形,验证了本文提出的反演参数不唯一性概率统计分析方法。分析表明该方法可以获得相对稳定的坝体及坝基力学参数反演值,可为高寒地区碾压混凝土坝安全性态评估提供参考。     

应用遗传算法搜索碾压混凝土坝滑动面的研究

通过对高碾压混凝土坝进行有限元仿真分析得到坝体应力场,将坝体抗滑稳定安全系数与遗传算法的适应度函数相联系,利用遗传算法搜索不同层面力学参数下的临界滑动面,得到碾压混凝土坝滑动面形状随抗剪强度指标的变化规律以及地震动超载对滑动面形状的影响。结果表明,当抗剪断参数较小时,坝体的破坏趋近于层面剪切破坏,随抗剪断参数的增大,滑动面形状接近于常态混凝土坝的滑动面。     

碾压混凝土坝层面弹性模量和厚度反演

将碾压混凝土坝层面的影响概化到整个坝体中,视坝体整体为横观各向同性体,基于实测资料,结合有限元计算,反演坝体横向和竖向弹性模量。然后利用变形等效假定建立横向和竖向弹性模量正分析模型及反演结果,进而推求出层面弹性模量和厚度,为客观模拟层面影响提供了科学依据。     

基于层面参数等效的碾压混凝土坝渗流场与应力场耦合分析

受施工、龄期、环境及服役期大坝承受的反复静动荷载等多因素影响,坝体和层面出现不同程度的劣化损伤,碾压层本体及层面物理参数呈渐变特性。针对碾压层内力学参数渐变的特性,提出了相应物理参数的等效算法,且给出了耦合性态参数间的数学转换关系,分析坝体应力场与渗流场相互影响机理,据此建立了考虑层内参数渐变的碾压混凝土坝渗流场与应力场耦合分析模型,并编制了相应的有限元分析程序。工程实例分析表明,耦合作用致使大坝的渗流场发生改变,坝体的应力较未耦合时普遍偏大,坝踵处的应力集中显著;渗流场与应力场耦合作用激励下的不利因素可为大坝的设计、施工及安全运行提供参考。     

探讨建立碾压混凝土拱坝位移监控模型的方法

针对碾压混凝土拱坝薄层碾压的结构特点以及坝体埋有一定数量温度计的情况,引入渗流场与应力场耦合的数学模型分析水压对坝体位移的影响,采用“开关函数”解决坝体温度位移时空分布问题,探讨了建立碾压混凝土拱坝位移监控模型的方法,并给出了工程应用实例．     

证据理论在碾压混凝土坝安全综合评价中的应用

针对碾压混凝土坝安全性态综合评价中评价指标、指标权重及评价等级的确定所存在的不确定性,将证据理论应用到碾压混凝土坝安全性态综合评价中,以解决评价过程中的不确定性问题。提出了证据理论在碾压混凝土坝安全评价中的计算步骤,建立了碾压混凝土坝安全评价指标体系。通过实例计算,验证了该方法是有效可行的,为碾压混凝土坝安全性态综合评价提供了新的思路。     

思林水电站非溢流坝段渗流分析

思林水电站大坝是一坝高117 m的碾压混凝土重力坝,其坝身及地基渗径是筑坝中的关键技术问题.本文应用平面有限元方法对坝体及坝基稳定渗流进行了计算分析,计算中碾压混凝土坝层面渗流按各向异性考虑.针对碾压混凝土坝的筑坝方式,选用三种方案进行渗流分析计算,研究碾压混凝土坝渗透特性及其影响因素.经渗流分析计算,得出碾压混凝土坝渗透特性主要取决于层面、上游防渗面板、防渗帷幕的渗透性.     

HIGH-SPEED FLOW EROSION ON A NEW ROLLER COMPACTED CONCRETE DAM DURING CONSTRUCTION

A new roller compacted concrete dam of Fengman Hydropower Station is to be built in the toe of the old dam,which was identified as a dangerous dam.The new dam during construction would be influenced by the high-speed flow discharged from the old dam,which is an important problem to be considered for the first time in China,and which would affect the construction of the whole project.Therefore,a series of erosion experiments were conducted in this article.A high-speed flow erosion test apparatus was developed for the erosion experiments of the new dam materials.The maximum jet velocity goes up to 40 m/s and the section area of the nozzle is 0.0025 m2.In the process of experiments,the equipment shows a good performance.Erosive wear tests for two types of materials used in the new dam,a roller compacted concrete and a distorted concrete with four kinds of ages were carried out with the flow velocity in the range of 30 m/s-35 m/s.Erosion parameters and erosion laws for the two types of concretes with different ages were determined,and a general relationship between the erosion rate and the flow velocity is obtained as:,with the velocity exponent between 3.33 and 3.93.It is concluded that the erosion resistance of the distorted concrete is better than that of the roller compacted concrete and the mechanical properties of the concretes of over 14 d age are influenced slightly by the water impact.The test results might serve as a practical technique guide for the safety of this project during its construction in the flood season.     

寒冷干旱地区高碾压混凝土坝的温控研究初探

介绍了工程背景及意义;回顾了碾压混凝土坝及其温度控制的研究进展,分析了寒冷地区碾压混凝土坝温控与防裂特点;提出寒冷干旱地区高碾压混凝土坝的温控措施。     

碾压混凝土拱坝徐变度反演分析方法

徐变对混凝土坝的应力、应变影响较大 ,文章针对沙牌碾压混凝土拱坝埋有正、倒垂线及一定数量应力应变计的特点 ,提出一种反演沙牌坝体碾压混凝土徐变度的方法 ,并研制了相应的计算程序。     

基于超声波透射法的碾压混凝土凝结过程监测研究

碾压混凝土大坝的坝体结构具有成层性的结构特点,因此合理确定新拌碾压混凝土的凝结状态对于大坝施工质量的控制具有重要意义。应用超声波透射法可以实现对于水泥材料凝结过程的连续监测,可以更加科学地分析材料的凝结状态。本文对新拌碾压混凝土的凝结过程开展超声波透射试验研究,设计利用超声波透射法研究新拌碾压混凝土凝结过程的监测系统,改进了超声波透射法试验装置,使之更加适合碾压混凝土材料的试验; 利用小波阈值降噪方法对试验接收到的超声波信号进行了降噪处理,选取适合试验信号的小波基和阈值计算方法,提高了超声波参数提取的准确性; 分析新拌碾压混凝土中超声波波速的发展规律,提出根据波速以及波速变化率曲线特征点确定碾压混凝土凝结时间的方法; 对不同粉煤灰含量的碾压混凝土试验结果表明,超声波波速对粉煤灰掺量的变化非常敏感,高粉煤灰掺量的拌和物中超声波波速值低于低粉煤灰掺量的对应值; 对超声波频谱演化规律进行分析,总结碾压混凝土凝结过程中各阶段的频谱特征,提出了基于超声波频谱分析的碾压混凝土凝结状态的快速判断方法。     

武都水库坝址区岩体力学特性试验研究

武都水库为碾压混凝土高坝，其坝基下岩体的变形、混凝土和岩体及岩体自身抗剪强度直接关系到坝体的安全。通过大量的试验研究，为地质和设计提供了可靠的力学参数。