贴坡型混凝土面板堆石坝应力变形及坝坡稳定分析

利用堆石坝对地形条件适应性强的优势,某混凝土面板堆石坝设计建于条形山脊上,依天然坡面分别贴岩坡填筑堆石料,使原山体成为坝体一部分,形成国内比较罕见的贴坡型混凝土面板堆石坝.假设堆石料服从Duncan-Chang本构模型,采用平面非线性有限元法,预测了坝体在竣工期和蓄水期应力变形;并根据极限平衡理论和考虑堆石料的非线性强度计算了坝体稳定安全系数.全部计算结果表明:贴坡型混凝土面板堆石坝的坝体变形规律与常规混凝土面板堆石坝有较大的不同,坝体沉降和水平位移较小,受地形和岩坡开挖形态影响较大,下游岩坡开挖成阶梯形态对降低和控制坝体沉降具有较明显的效果,可减小下游坝体滑动的趋势,对维持和提高坝体竣工和蓄水后的稳定性有利.     

溃坝涌浪及其对重力坝影响的数值模拟

针对高坝库区滑坡涌浪对重力坝的影响问题,进行滑坡涌浪的产生、传播过程及其对重力坝的冲击作用特征研究.采用基于光滑粒子流体动力学(SPH)方法的涌浪-坝体相互耦合模型模拟库区滑坡涌浪的全过程,研究滑块位移-时间曲线以及涌浪过程中不同时刻滑块位置与流体特征,分析涌浪冲击对重力坝坝顶位移、坝体应力的影响以及坝面冲击压力的分布规律.数值模拟结果表明:重力坝受到的库水冲击作用包括滑坡冲击库水产生的涌浪波和水体受到挤压产生的压缩波,2种作用均会导致坝踵和坝体下游折坡点出现较大拉应力,在库区滑坡对坝体影响的研究中应同时考虑涌浪波和压缩波的作用.     

混凝土重力坝抗震钢筋多层布置效果分析

针对混凝土重力坝非溢流坝段,利用ADINA有限元程序进行地震时程分析后得出,在地震情况下,非溢流坝的薄弱环节为坝头部位、上游折坡点部位和坝踵部位。通过在坝体内配置抗震钢筋起到限制混凝土裂缝发展的作用,并以金安桥水电站工程为例,对配置抗震钢筋进行研究,探讨配置多层抗震     

折流板换热器性能影响因素数值模拟研究

针对不同结构参数的弓形折流板换热器壳程进行数值模拟,计算表明折流板换热器壳程的压降和管表面换热系数随着折流板数目的增加而增加,随着折流板缺口高度的增加而减小;而其综合性能随着折流板数目的增加而减小,随着折流板缺口高度的增加而增加;第一块折流板与管板的距离对压降的影响较小,但对表面换热系数影响相对较大.     

长河坝高土质心墙堆石坝抗震安全性研究

采用三维非线性有限元技术,在静力分析的基础上对大坝的动力特性及抗震安全性进行动力反应分析,动力计算中坝体材料及覆盖层采用考虑围压效应的Hardin-Drnevich模型,采用可以考虑围压效应的残余体应变及残余轴应变计算公式对坝体永久变形进行计算.计算结果显示:大坝在地震过程中产生了较为明显的地震动力反应;坝体顶部产生了较为明显的地震永久变形,最大震陷140.6cm,为最大坝高的0.59%;在30s的计算时长中大坝上、下游坝坡稳定安全系数小于1的累积时刻分别为2.56s和2.76s;坝顶以下45m范围内上游反滤层动强度安全系数小于1.根据计算结果提出了相应的建议,供工程设计参考.     

天仙湖库中堆石坝坝坡稳定性有限元强度折减法分析

天仙湖堆石坝位于三峡库区,为典型库中坝。随三峡库区水位在非汛期173.0m至汛期143.3 m间调动,下游水位可能高于上游水位,形成倒灌水流。结合天仙湖堆石坝工程,利用有限元强度折减法,采用Mohr-Coulomb本构模型对天仙堆石坝四种水位组合的上下游坝坡稳定性进行分析。结果表明,高水位有助于对应侧的坝坡稳定;坝体上下游水位差越大,坝坡稳定系数越小,坝体的稳定性降低。该坝在各种水位组合情况下部分满足设计规范要求,危险水位组合时存在坝坡失稳隐患,建议对其坝体进行加固处理。     

纤维编织网增强混凝土加固RC柱抗震性能的影响因素

为了研究纤维编织网增强混凝土(TRC)加固钢筋混凝土(RC)柱的抗震性能,对9根TRC加固RC方柱进行了低周往复加载试验,分析加固层数、搭接长度、配箍率、轴压比对柱子抗震性能的影响.结果表明:在一定层数内,随着加固层数的增加,柱的开裂和屈服荷载无明显变化,而峰值荷载、位移延性系数、耗能能力呈上升趋势;在满足锚固要求下,纤维编织网搭接长度对柱抗震性能的影响不明显;随着配箍率增加或轴压比减小,柱的延性系数和耗能能力有所提高,刚度退化速率降低.总之,TRC能有效约束RC柱核心区混凝土,降低试件塑性铰区的破坏高度,改善RC柱的破坏形态.     

不同黏性均质土坝漫顶溃决破坏试验

为了探究坝体黏土含量、外坡比不同时的坝体漫顶破坏过程,进而分析坝体溃口演变机制。在控制上游流量恒定的条件下(0.2 L·s-1),分别进行了10种工况下的水槽试验,通过观察各工况下的试验过程,总结得出:坝体呈现2种破坏模式,剪切滑塌破坏和重力倾倒破坏;外坡比相同,随着坝体黏土含量的增加,坝体溃决以及洪峰到来所需要的时间也相对延长,在外坡比为1∶1以及1∶2时,坝体黏土含量为100%的洪峰流量到达时间分别为坝体黏土含量为0时的3.6和3.8倍;黏土含量相同,坡度越缓,坝体越不易遭到破坏,洪峰出现的时间也随之延后,在外坡比为1∶2时,坝体黏土含量为0和100%的洪峰流量到达时间分别是外坡比为1∶1的1.5和1.4倍。     

多折点折线形混凝土面板堆石坝三维有限元分析

对坝轴线呈连续多折点的折线形面板堆石坝进行了分析,探讨了应力变形特性和规律,比较了其与普通直线型面板坝的差异.基于某多折点凸向下游的折线形面板堆石坝,采用三维有限元软件建立坝体模型和面板子模型,分析了坝体和面板的应力变形、结构缝变形与折线体型的关系以及上宽下窄的异型面板对面板应力的影响.研究结果表明:坝轴线折线形布置,相邻面板形成坝轴向交角,使得转折部位面板轴向应力由高压应力转为低压应力甚至拉应力,面板垂直结构缝由压性缝转变为张性缝;上宽下窄的异型面板使得面板底部顺坡向拉应力分布范围增大.     

含不同高度窗下墙的预制剪力墙结构抗震性能研究

为研究预制装配式剪力墙结构中窗下墙高度对结构抗震性能的影响,本文设计了含有不同窗下墙高度的剪力墙结构模型.采用PKPM和ETABS软件分别验证和研究了结构在小震下的设计指标和大震下的抗震性能.PKPM软件小震分析结果表明,本文设计的含有不同高度窗下墙的剪力墙结构分析模型,能够满足规范中的各类设计指标;窗下墙高度的增加会增大结构的刚度.ETABS软件弹塑性Pushover分析结果表明,随着窗下墙高度的增加,结构在大震下的层间位移角有所减小;并且窗下墙高度变化,会影响结构中剪力墙损伤的分布.     

抗拉强度空间变异性对重力坝地震开裂的影响分析

由于施工质量不均匀和混凝土自身的非均质性,重力坝坝体混凝土强度具有空间变异性,这一特性会对大坝的抗震性能造成影响,而当前的重力坝地震动力分析中很少考虑混凝土强度参数的空间变异性。应用随机场理论构建大坝抗拉强度的空间变异随机场,采用中心点法离散随机场并构建自相关函数得到相关系数矩阵,对相关系数矩阵进行Cholesky分解和线性变换,结合独立标准正态分布样本矩阵生成相关对数正态分布样本矩阵,实现抗拉强度空间变异性的抽样模拟。考虑混凝土抗拉强度的空间变异性,采用混凝土塑性损伤模型对Koyna重力坝进行地震非线性动力分析,基于统计意义研究了坝体裂缝条数、裂缝深度、上游面裂缝分布范围和坝顶位移等动力响应特征。成果分析表明：考虑抗拉强度的空间变异性后,Koyna重力坝动力响应具有明显的离散性,且上游面裂缝条数增加后导致坝顶水平位移整体偏向下游,垂直位移整体上抬,残余位移增大;同时裂缝深度均值较均质材料情况增大,坝体震损程度总体加剧;Koyna重力坝实际观察到的裂缝位于计算得到的裂缝分布范围之内。对抗拉强度变异系数和水平向自相关距离的参数敏感性分析表明,坝体动力响应的均值和变异性随变异系数的增大而增大,但对抗拉强度的水平自相关距离变化不敏感。     

小湾导流中孔闸墩开裂成因及工作性态分析

针对小湾拱坝在施工过程中导流中孔闸墩会产生裂缝问题,建立了一套基于弹粘塑性势理论的数值分析系统,对其开裂的原因及工作性态进行了计算分析.结果表明:开裂原因并非单一因素所致,而是温控措施、锚索张拉及蓄水的累计作用,其中温控措施产生的拉应力为最主要原因;导流中孔若继续参与导流工作,裂缝充水时,其尖端的应力强度因子将超过混凝土的断裂韧度,在水力劈裂作用下裂缝将继续扩展.该研究成果不仅为制定小湾拱坝导流方案提供了依据,对类似工程也具有一定的借鉴和参考价值.     

缓粘结预应力钢筋摩擦系数试验

为了探明张拉时缓粘结剂固化程度对预应力钢筋摩擦损失的影响规律,制作6根预应力梁,每根梁直线布置3根缓粘结预应力钢筋,进行张拉试验.按照缓粘结剂的固化程度,对预应力钢筋分批进行张拉,并测得钢筋应力的摩擦损失.结果表明,在缓粘结剂固化程度相同的条件下,随着张拉力的增加,缓粘结剂的粘结作用失效,钢筋应力的摩擦损失逐渐变小;预应力钢筋达到控制应力时,随着缓粘结剂硬度的增加,粘结作用增强,摩擦损失增大;当缓粘结剂邵氏硬度达到80以上时,摩擦系数k达到了0.538 m~(-1).     

考虑库水特性的重力坝动水压力求解

为了对重力坝坝面动水压力进行便捷求解,在比例边界有限元方法的框架下可仅对上游坝面进行离散,推导出在不同方向地震动激励下刚性坝面动水压力的求解方程以及边界条件,详细分析了竖向地震动激励对坝面动水压力的影响.数值算例结果表明,所提计算方法能得到精度较高的数值解且可大幅降低计算量,此外,库水特性（包括库水的可压缩性和库底的吸收作用）对坝面动水压力的影响较大,同时还发现了动水压力沿库水上游方向的衰减规律.     

包含软弱夹层地基上重力坝动力特性和地震响应规律

针对复杂坝基对坝体动力特性及地震响应产生影响的问题,以亭子口水利工程为依托,在考虑地基-结构动力相互作用的前提下,通过不含软弱夹层和包含软弱夹层地基计算结果的对比,探讨了软弱夹层对重力坝动力特性和地震响应规律的影响.计算结果表明:在动力特性方面,软弱夹层的存在使各阶振型自振频率有所降低;在地震响应规律方面,软弱夹层使坝体加速度响应值减小约23%～41%,使坝体顺河向动位移有明显增大,使坝体动应力响应值减小约9%～38%.     

XPS板外墙外保温系统温度效应的数值模拟

为研究XPS板保温材料在不同季节温度应力的变化情况,在典型外保温墙体温度场计算的基础上,采用傅里叶(Fourier)方程及能量守恒定律建立理论模型,选取XPS板外墙外保温系统三个施工方案进行数值模拟:方案1为30 mm胶粉聚苯颗粒贴砌XPS板;方案2为10 mm胶粉聚苯颗粒贴砌XPS板;方案3为外墙薄抹灰.对外墙外保温系统墙体各层材料的力学行为进行分析,结果表明:夏季墙体整体受到压应力,涂料饰面层一天中应力变化范围为-0.34~-0.02 MPa,易产生膨胀离鼓现象;冬季墙体整体为拉应力,变化范围大概为0.12~0.26 MPa,开裂的风险比较大;方案1温度梯度最小,保温效果最好,优于方案2和方案3.     

大孔生态混凝土强度与抗硫酸盐侵蚀性能

为了降低成本和提高抗硫酸盐侵蚀性能,按总胶凝材料用量30%的取代量掺入粉煤灰和矿粉,通过调整细骨料用量来控制大孔混凝土的孔隙率,分别制备了孔隙率为15%、20%和25%的粉煤灰系列和矿粉系列大孔生态混凝土.研究了胶凝材料用量、水胶比和孔隙率对大孔生态混凝土抗压强度和抗硫酸盐侵蚀性能的影响规律.结果表明:大孔混凝土的强度随着胶凝材料用量的增加、水胶比的减小和孔隙率的降低呈线性缓慢地增大;大孔生态混凝土的硫酸盐侵蚀作用在内外同时发生,其抗硫酸盐侵蚀能力明显低于普通混凝土,但当矿物掺合料用量达胶凝材料总量30%时,60次干湿循环后的抗侵蚀系数大于100%.     

管桥耦合下管线悬索桥的动力特性和地震反应

为了研究管线悬索桥大直径管线和桥梁的耦合作用对结构动力特性和地震反应的影响,以澜沧江管线悬索桥为研究对象,利用有限元软件建立实桥模型,分析了管线悬索桥在管桥耦合作用下的动力特性,并研究了管桥耦合对桥梁地震反应的影响.结果表明,与未耦合时相比,管桥耦合作用下桥梁结构的自振周期较长,自振模态被激励的先后顺序发生变化;在地震波激励下,管桥耦合作用对管线悬索桥不同构件的受力和变形具有不同的影响,其中索塔顺桥向剪力和主梁横向位移均减小,主梁上弦杆轴力和竖向挠度均增大.在计算过程中考虑管桥耦合作用的影响能够比较真实地反映结构实际的动力特性.     

反复荷载作用下剪切板阻尼器的抗剪极限强度

为了使剪切板阻尼器具有稳定的滞回耗能特性,避免其腹板发生局部屈曲,提出了一种考虑翼缘抗弯承载力贡献的剪切板阻尼器抗剪极限强度计算公式,为剪切板阻尼器的设计与应用提供了参考.剪切板阻尼器作为消能减震装置应用于建筑和桥梁等工程结构,可有效减轻地震破坏作用.基于通用有限元程序ABAQUS,对反复荷载作用下单侧布置1、2或3对双向加劲肋的剪切板阻尼器进行了一系列的精细化有限元计算与分析.计算模型考虑了初始变形和残余应力两种初始缺陷,采用修正双屈服面模型描述反复荷载下的钢材料本构关系.研究结果表明,翼缘所承担的剪力约占总抗剪承载力的13%~28%,设计时不能忽略.     

单层索网玻璃幕墙的风振响应分析

为了研究玻璃面板对单层索网玻璃幕墙结构在脉动风荷载作用下的影响,在阐述玻璃与索网共同工作机理的基础上,利用自回归法模拟得到的风速时程,对是否考虑玻璃面板作用的两种索网模型进行了时程分析.通过参数分析讨论了玻璃面板厚度、拉索截面积以及拉索初始张拉力等因素对脉动风荷载作用下的玻璃面板与索网协同工作的影响.结果表明：是否考虑玻璃面板对节点挠度有较大影响,但是对拉索索力的影响较小.索网节点的最大挠度随着玻璃的厚度及拉索的初始张拉力增大而不断减小,拉索截面积的变化对挠度的影响不明显.而拉索的索力主要取决于拉索截面积和拉索的初始张拉力,索力随着拉索截面积的减小以及拉索初始张拉力的增加而增大.