截渗墙的应力应变三维有限元分析计算

主要研究了截渗墙墙体上的水压力荷载分布、水位动态变化过程中墙体的应力变化、墙体的应力分析方法和应力分布规律等。结合南水北调东线工程中的双王城水库,根据不同的上下游水位差,分析截渗墙上下游面的水压力分布,作为截渗墙应力计算的基础。分析不同水位下截渗墙单元两侧表面的应力分布情况,找出其最不利的情况。     

截渗墙上的水压力荷载研究

垂直截渗墙是控制地下水流的一项重要措施，根据实际工程地质模型，基于Darcy定律的本构关系，通过有限元模拟分析，定量地揭示了水库蓄水过程中截渗墙上的水荷载的变化和分布，并根据数值模拟结果提出合理简化的水荷载分布形式，希望这些研究成果能为截渗墙的应力应变分析提供参考。     

渗流场与应力场耦合作用下截渗墙位移应力分析

根据某平原水库的蓄水过程和地质结构特点,建立了渗流场与应力场耦合计算模型,采用有限元方法进行了稳定渗流场和应力场的耦合作下截渗墙部位的位移、应力分析.计算分析表明,考虑耦合作用之后,土体渗透系数平均降低10%左右;截渗墙顶部水平位移由指向上游测变化为指向下游侧,截渗墙部位的最大第一主应力σ1增加约27.8%,最大第三主应力σ3增加约16%.因此,考虑虑渗流场和应力场耦合作用所得的计算结果对截渗墙稳定运行不利.截渗墙;渗流场;应力场;位移     

某平原水库围坝截渗墙应力应变分析

根据某土石围坝截渗墙的受力特点和工程特性,应用非线性有限元法对其进行应力分析,并模拟施工逐级施加荷载进行坝体应力计算.指出:在施工及水库蓄水过程中,坝体和地基中均未出现拉应力,应力水平不高,能够保证坝体安全;截渗墙虽然出现了拉应力但其值远小于极限抗拉强度,压应力远小于极限抗压强度,说明该坝体在水荷载作用下是安全的.     

东平湖围坝截渗墙应力应变分析

有限元法是对比刚性混凝土截渗墙和塑性混凝土防渗墙的应力应变特性的最有效手段之一。采用该方法对东平湖围坝截渗墙加固方案的应力应变特性进行了分析，结果表明：在各种荷载作用下采用截渗墙作为防渗体对东平湖围坝的受力情况没有不利影响，墙体自身的应力条件也比较好；相对而言，墙厚为22cm时的应力条件好于墙厚15cm，当截渗墙材料为塑性混凝土的应力条件好于为刚性混凝土时，混凝土材料采用线性或非线性指标对计算结果基本没有影响。     

克孜尔水库右坝肩倾倒体稳定性评价及除险加固措施

通过原型观测资料分析,简要介绍了右坝肩在水库蓄水、地震及库水位骤变过程中存在的渗流、变形不稳定问题.结合右坝肩工程地质条件、变形发展程度及过程,引用计算成果对右坝肩倾体边坡整体稳定性较好做了评价,但W150截渗墙附近、坝顶以上的倾倒体边坡在地震工况下稳定性较差,存在自坝顶坡脚处剪出滑动的可能;同时对右坝肩倾倒体的除险加...     

考虑非饱和渗流的谷幅变形对高拱坝影响分析

蓄水初期谷幅变形对拱坝当前工作性态和长期安全状况的影响是坝工界和学术界面临的新课题。针对我国锦屏一级拱坝蓄水期间出现的谷幅收缩问题,基于非饱和渗流分析理论,采用非线性有限元数值分析方法,通过对裂隙岩体吸湿曲线进行敏感性分析,研究了非饱和渗流过程中的谷幅变形规律,并分析了谷幅变形对大坝位移和应力的影响。结果表明:在非饱和渗流场作用下,两岸边坡向河谷中心变形,且上游比下游的谷幅变形值大。随着水位的升高,谷幅变形值不断增大,当渗流场达到饱和时谷幅收缩值最大。在非饱和渗流过程中坝体位移和应力的分布规律基本保持不变,但随水位的升高坝体最大顺河向位移和最大主压应力略有减小,最大主拉应力略有增加。谷幅收缩对坝体产生挤压作用,导致坝体最大顺河向位移减小,最大主拉应力由坝踵向坝肩上游侧转移,下游面高压应力区向拱冠梁中部扩展,且饱和渗流场对拱坝位移和应力的影响比非饱和渗流场明显,但渗流场作用的谷幅变形对坝体位移和应力的改变有限,不会影响坝体的整体稳定性。     

塑性混凝土防渗墙应力变形分析

为了了解塑性混凝土防渗墙的工作特点和评估其安全性,对塑性混凝土防渗墙在静水压力荷载作用下的应力变形进行了有限元计算。结果表明:塑性混凝土防渗墙墙体拉应力随着弹性模量的减小而减小,当杨氏模量系数K<5 000时,墙体无拉应力;防渗墙墙体最大水平位移约发生在2/3墙高处。     

某水库水位下降过程前后坝坡稳定性分析

库水位下降过程中,坝体黏性土对水份的吸力作用,使得黏性土体内的水份不能及时消散,造成黏性坝体内水位高于库内水位,所发生现象对坝坡渗流、稳定与应力均产生较大影响。以某水库工程为例,分析在库水位下降前和下降过程后的渗流稳定、应力及水压荷载下应力变形。以期研究结果能对土石坝水库调度运行管理起一定的指导作用。     

土石坝低弹模塑性混凝土防渗墙应力变形分析

本文结合福建南安坂头水库大坝防渗墙工程实例,针对低弹模塑性混凝土的特点,对修筑塑性混凝土防渗墙前后的坝体进行了渗流分析,并采用非线性邓肯—张(E—B)模型研究了大坝防渗墙在一定水位下的应力变形特性。结果表明:低弹塑性混凝土防渗墙具有良好的防渗性能;修建墙体后坝体蓄水期垂直位移分布规律与竣工期相似,水平位移有向下游的趋势,坝体蓄水期大小主应力等值线趋势基本与竣工期相似;低弹塑性混凝土防渗墙墙体拉应力随混凝土弹性模量的增大而增大,最大拉应力均位于259.00m高程左右。     

库水位周期性变化对簸箕石滑坡的影响评价

库区水位变化对于控制库岸斜坡的稳定性具有十分重要的作用,以簸箕石滑坡为研究对象,分析库水位周期性变化对坡体变形的影响。簸箕石滑坡常年受到周期性水位调节的影响,水位的波动比水面平稳时对坡体前缘所造成的侵蚀更严重,坡体的变形也更加复杂化。基于簸箕石滑坡实地巡查,利用FLAC^3D 软件进行渗流－力学耦合计算,分析了库水位涨落过程中,滑坡体的剪应变及滑动位移规律。结果表明：蓄水之后水位变化对剪应变增量的影响不明显,但剪应变增量集中程度较蓄水之前有所增强;蓄水之后,滑坡的滑动位移随着水位的下降而增大,而水位上升过程中,位移值虽然较下降之后的值有所减小,但上升到一定水位高度之后,滑动位移继续增加。该研究成果对于簸箕石滑坡及此类滑坡灾害的预测预报具有重要的现实意义。     

三峡库区水位变化对树坪滑坡变形影响机制研究

三峡水库蓄水后,众多涉水型滑坡均有变形迹象,尤其在库水位下降过程中,多数滑坡变形加剧。树坪滑坡属巨型古堆积体滑坡,距三峡大坝坝址约47 km,数年监测结果显示树坪滑坡在库水位下降过程中有强烈变形,若失稳将造成重大损失。为此,现场采集了树坪滑坡近几年监测数据,结合地质调查及勘探资料对其变形机制进行分析,结果表明：树坪滑坡地下水位与库水位涨落保持一致,库水位相对滞后,库水位下降时产生不利于滑坡体稳定性的动水压力,此时 GPS 数据表现出滑坡发生较强烈的变形,具有典型的动水压力型滑坡特征;自动位移计监测结果表明：树坪滑坡在库水位蓄水至175 m 水位后主要发生整体变形,由下部变形牵引上部滑动,具有牵引式滑坡的变形特征。     

混凝土面板堆石坝地基防渗墙塑性损伤数值分析

在坝体填筑和水库蓄水作用下,防渗墙工作和受力条件复杂,可能产生塑性应变和墙体开裂.本文结合实测资料和数值分析,研究面板堆石坝深覆盖层地基防渗墙的应力变形和损伤特性.在基于实测资料分析防渗墙应力变形特性的基础上,采用混凝土塑性损伤模型,建立防渗墙应力变形及损伤特性的三维数值计算模型.数值模型考虑坝体和地基渗流-应力耦合效...     

考虑库岸稳定的库区水位升降控制方案研究

在西南地区的大型水电项目中,库区内一些难于治理的大型滑坡堆积体,常会因库水调度而复活,因此需要对库区水位升降的幅度进行控制。以黑水河库区内已复活的某堆积体滑坡为实例,利用滑坡DM01监测点垂向位移变化实测数据,详细地分析了初期蓄水期间滑坡的动态变化规律和特征,并拟定了库区水位升降控制方案。为了论证该控制方案的可行性,提取了库水位等控制滑坡变形的主要影响因素,利用逐步回归法建立了堆积体滑坡位移的回归预测模型,对控制方案下的滑坡变形趋势值进行了预测,结果表明拟定的控制方案能有效避免滑体再次产生复活。     

重庆云阳旧县坪滑坡成因特征与变形机制分析

三峡水库蓄水后大量涉水老滑坡产生复活变形,其中旧县坪滑坡是三峡库区典型滑坡之一,自水库蓄水以来一直持续变形,变形位移呈现出典型的阶跃型特征。根据地质调查及专业监测资料,深入分析了滑坡变形特征,得到了滑坡变形的影响因素及其变形机制。结果表明:砂泥岩互层的靠椅形软弱地层为滑坡的形成提供了地质条件,滑坡复活变形的最主要影响因素则是库水位波动,受库水位下降时的饱水加载效应和动水压力效应影响,增加了滑坡下滑力,因此导致坡体稳定性急剧下降,从而产生显著变形。运用SEEP/W程序的计算结果表明,旧县坪滑坡在库水位快速消落期水位下降速率增大或叠加50年一遇的暴雨条件下,稳定性系数位于1.055~1.069范围内,在最危险工况下仍处于基本稳定状态。滑坡整体处于等速蠕滑变形阶段,在持续暴雨情况下有发生局部变形破坏的可能,在汛期须对变形破坏严重处采取局部防护治理措施。研究结果为滑坡监测预警与防治以及实际库水位调度提供了参考和依据。     

库水位变化对库岸滑坡稳定性影响的预测研究

以三峡库区晒网坝滑坡为研究对象,在充分考虑双场耦合的条件下,结合极限平衡分析法,得到了库水位变化过程中考虑位移增量和孔隙水压力增量的库岸滑坡稳定性系数的计算方法,并对库水位变化作用下晒网坝滑坡的长期稳定性进行分析。结果显示：随着时间的变化,稳定性系数逐步趋于一定值1.172,且坡体内浸润线也随着库水位的调度逐步保持稳定,趋于不变。     

铜街子水电站右岸大坝抬升原因浅析

铜街子水电站,在水库蓄水后,以18坝段分界,呈现出左侧坝段沉降、右坝段抬升的罕有异常状况,大坝上抬量从左至右逐渐增大。通过开展监测资料信息挖掘,以及构造地质水文地质状况分析,断定该异常状况系因独特的构造及水文地质,在水库蓄水后引起深层承压水变动,导致的区域连锁反应。电站自蓄水以来,水位一直保持在正常蓄水位左右,坝址区内的渗流状态已经稳定,抬升变形也逐渐趋于稳定,不会影响到大坝安全。     

小湾特高拱坝首蓄期坝体变形特性分析及评价

针对小湾特高拱坝首次蓄水期坝体变形备受关注的几个焦点问题,运用综合过程线对比、数学建模、数值仿真、数理统计分析等定性和定量方法进行分析,结果表明:小湾大坝坝体蓄水早期向上游方向倾斜(主要与库盘下沉有关),库水位是首蓄期坝体变形的最主要影响因素,坝体时效变形已趋于收敛。通过将数值仿真成果与实测值比较、模型分析与实测值比较、设计预警指标与实测值比较、小湾工程与同类工程实测值比较,认为小湾水电站特高拱坝经受了正常蓄水位工况下的综合考验,尽管变形量值较大,但变形规律总体正常,首蓄期大坝处于安全状态。     

三峡永久船闸建筑物在蓄水期的垂直变形分布模型分析

2003年6月10日,三峡水库蓄水至135m高程后,永久船闸建筑物闸顶从一闸首至六闸首沉降量有明显差异,拟合模型计算结果说明,在水库蓄水后的垂直荷载影响下,船闸建筑物的垂直位移表现出线性均匀的变化特征。由于船闸建筑物与开挖岩体为整体结构,因此,这种垂直位移特性实质也是岩体的垂直变形的具体表现。     

土石坝超深混凝土防渗墙变形与受力分析

我国病险土石坝已开始应用超过60 m的超深混凝土防渗墙进行加固。受库水变化和帮坡加载等作用、基岩嵌固条件及墙体材料性能等影响,防渗墙受力复杂多变。结合花凉亭水库大坝除险加固工程,采用Biot固结理论和南水双屈服面弹塑性模型,对混凝土防渗墙在坝体内的变形与受力情况进行三维仿真分析。成果表明:坝体混凝土防渗墙受老坝帮坡加固和库水上升的影响较小;超深混凝土防渗墙建议适当提高抗压强度、降低弹性模量,以满足其受力和耐久性要求;对于非直线型大坝拐弯处的混凝土防渗墙,底部墙体应力会增大,可考虑增设钢筋等措施。研究成果可为超深混凝土防渗墙的设计提供借鉴。