地基对设底部诱导缝拱坝坝体应力变形的敏感性分析

对某拱坝底部设诱导缝进行了模拟,应用有限元方法对不同地基条件下设底部诱导缝的拱坝坝体的应力变形进行了计算分析。结果表明:地基对设置底部诱导缝拱坝的应力应变的影响非常显著。     

设上游底缝对小湾拱坝坝踵开裂的影响

本文采用混凝土非线性本构模型和破坏准则,对小湾高拱坝设上游底缝的开裂规律进行了初探,分析了无缝和有缝以及干缝、湿缝对拱坝开裂的影响。结果表明：设上游底缝能改善坝踵开裂情况,是改善拱坝坝踵应力状态的有效工程措施。     

设上游底缝对小湾拱坝坝踵开裂的影响及破坏分析

该文通过采用DP材料准则和William-Warnke材料准则对小湾拱坝设上游底缝的受力情况与破坏规律进行分析,结果表明:小湾拱坝设置诱导底缝可以释放坝踵拉应力,改善坝踵应力状态,并且得出设置诱导底缝后不会影响到整个大坝的安全。     

设底缝对高拱坝工作性态的影响

本文用非线性有限元对小湾高拱坝(坝高292.0m)设底缝时的工作性态进行研究，模型中考虑了缝面应力与变位的非线性重调整，考虑了坝体、坝基材料非线性和底缝接触非线性的耦合，模拟了缝的开裂、滑移等非线性。对设缝深度、干缝、湿缝等对高拱坝拱冠、坝踵和坝肩等关键部位的位移场和应力场的影响进行了分析研究，并对设缝前后建基面、坝踵附近的开裂区和屈服区进行分析，研究结果表明，设底缝可以有效地降低高拱坝坝踵的梁向拉应力，对坝踵附近应力影响较大，坝体其它部位应力和位移变化不大。     

小湾拱坝诱导底缝的三维有限元分析

根据小湾水电站拱坝虚设结构诱导缝的实际工程要求，采用三维有限元和子模型方法分析研究坝踵处的应力、应变和变形特征，分析研究了设缝对拱坝整体结构的影响。研究结果表明，设缝后拱坝整体刚度略有降低，但对拱坝整体安全性影响很小；诱导缝位于拉应力区，可以起到释放拉应力的作用，可改善坝踵应力状态，综合考虑施工因素，设缝是合适的；蓄水后诱导缝处于张开状态，须确保止水可靠，以防水力劈裂；缝端廊道周边存在拉应力，局部己超过混凝土的抗拉强度，应加强配筋以限制裂缝开展；设缝高程处坝体有效截面减小，抗剪能力略有降低，但不致出现剪切破坏。     

拱坝结构诱导缝力学参数反演分析及工程应用

针对拱坝结构诱导缝力学参数取值困难的问题,本文提出采用BP神经网络方法与有限单元法相结合的联合反演方法,对诱导缝接触面力学参数进行确定。该方法应用于小湾拱坝的计算分析,结果表明通过对诱导缝面关键力学参数的反演,有限元计算值与实际监测值吻合较好;在当前施工浇筑状态下整个诱导缝面处于受压闭合状态,诱导缝靠近上游侧的压应力和挤压变形大于靠廊道侧的压应力和挤压变形,并且中间坝段大于两端坝段。计算结果表明,本文所提出的方法对诱导缝力学参数取值是可行的。     

设有诱导缝碾压混凝土拱坝运行期应力分析

借以ANSYS分析平台,利用诱导缝等效强度理论在有限元中的实现,结合山口岩碾压混凝土拱坝工程实例,编制内部程序APDL命令流,进行非线性有限元建模及加载,并对超载下不同缝位设缝前后拱坝应力进行分析比较。结果表明在拱坝半拱形心位置设缝更有利于拱坝坝面主应力的合理分布。     

诱导缝布设形式对碾压混凝土拱坝应力变位的影响

文章以新疆某水电站的碾压混凝土双曲拱坝为研究对象,分析诱导缝布设形式对拱坝应力变位的影响。依据诱导缝布设形式设4种方案,建立相应的有限元立体模型,借助ABAQUS有限元计算软件获得坝体拉应力与压应力最大值、坝体位移等参数。通过对比分析得到结论:布设诱导缝可降低拉应力变化范围,控制坝体开裂;只要诱导缝个数适当,拱坝整体性不会受到影响。     

高碾压混凝土拱坝不同分缝形式结构特性的试验研究

结合沙牌碾压混凝土拱坝，采用整体结构模型试验，分别对设置周边应力释放缝加两条诱导缝、三条诱导缝、坝体不设缝三种方案进行了坝体的应力及变形特性、破坏形态、破坏过程及破坏机理的分析，从而得出了不同分缝形式下高碾压混凝土拱坝的结构特性。     

碾压混凝土拱坝诱导缝削弱面积比选取问题研究

为了在各种不可预见性因素的综合作用下碾压混凝土拱坝局部拉应力超标时引导其在诱导缝部位启裂并沿着诱导缝扩展,起到"设缝防裂"和改善应力分布的目的,需要合理选取诱导缝削弱面积比,这对碾压混凝土拱坝分缝防裂设计至关重要。鉴于诱导缝精细化模拟的复杂性,将诱导缝进行概化处理,即采用带开闭迭代功能的接触单元模拟,破坏准则采用"等效强度"判断,基于整坝全过程仿真分析进行了诱导缝削弱面积比选取研究。结果表明:在不同削弱比条件下,坝体主拉应力幅值及分布情况基本相同,诱导缝布置方式即分缝位置对坝体应力改善明显,而缝面削弱面积比对坝体应力变化影响较小。     

高拱坝的开裂与体形优化

通过对小湾拱坝的弹性有限元计算，分析了坝踵区在拉应力作用下裂缝出中能性，进而描述了进行拱坝开裂分析所采用的裂缝模型，并给出了小湾拱坝出现裂的可能范围以及坝踵区应力变化的非线性有限元计算成果，讨论了开裂约束条件下拱坝体型优化的数学模型及强度控制指标和开裂深度控制指标。     

高拱坝坝踵应力实测与弹性计算结果差异原因分析

坝踵应力是关系到混凝土坝是否开裂和安全的一个重要指标，不管是用结构力学法还是有限元法都能计算出坝踵有一定的拉应力，但实际监测中却很少出现。本文从定性和定量两个方面分析造成计算结果和实测结果差异的原因，以小湾特高拱坝为例分析影响计算精度的各项主要因素，在此基础上提出坝踵真实应力的仿真分析方法。结果显示，计算和实测应力差异原因主要在于以下三个方面：1）坝踵位置的定义不同；2）目前监测仪器和方法有局限性；3）计算过程中的不当简化，如自重和水压的施加方式、坝体温度荷载的考虑、库水温度分布以及库盆水压的影响等。改进后的仿真分析结果与监测结果吻合良好，说明该方法能够给出合理的坝踵应力变化规律和比较精确的应力范围。最后，给出了坝踵应力监测仪器和方法的改进建议。     

拱坝结构诱导缝力学参数反演分析及工程应用

确定设置在拱坝结构中的诱导缝力学参数是工程界的一个难题，一直未能很好解决。本文提出了一种新方法，采用BP神经网络方法与有限单元法相结合的联合反演方法，对诱导缝接触面的力学参数进行反演，较好地解决了该问题。并针对超大型实际工程小湾拱坝进行应用，结果表明通过对诱导缝面的法刚和切刚力学参数反演，有限元计算值与实际监测值吻合较好；当前施工浇筑状态下整个诱导缝面处于受压闭合状态,诱导缝靠近上游侧的压应力和挤压变形大于靠廊道侧的压应力和挤压变形，并且中间坝段大于两端坝段。本方法很好地解决了实际工程问题，具有相当的参考意义。     

石门坎拱坝坝踵底缝稳定性分析

随着拱坝高度的不断增加,坝体厚度不断减小,高拱坝坝踵破坏成为工程中非常棘手的问题。人们通过设置坝踵底缝来降低坝踵最大拉应力。但是设置底缝后,坝踵和底缝尖端部位是否稳定需要验证,目前人们对坝踵底缝稳定性判断主要采用断裂力学法,本文采用Drucker-Prage准则对坝踵和底缝尖端材料屈服性进行判断,同时对底缝的张开度进行分析。     

小湾拱坝与地基联合作用的分析研究

本项研究结合小湾工程拱坝应力及地基渗流实际问题进行理论和实际应用两方面工作，本文主要介绍以渗流场与应力场耦合分析为基础建立的拱坝与地基联合作用分析方法，并对小湾工程进行了分析论证，肯定了设计可行性，作出了工程建议。     

重力坝计算与实测坝踵应力差异中扬压力作用研究

坝踵应力是评价重力坝安全的重要指标,按无拉应力准则设计的重力坝采用有限单元法分析时往往出现较大的拉应力,但实际工程中未见观测到拉应力的报道,有的甚至出现较大压应力,同时实测应力变幅往往远小于计算值。本文统计了国内外24座重力坝观测结果,分析了坝踵应力蓄水前后变化特点,以一典型重力坝断面为例,采用材料力学法和有限元法对坝踵应力进行计算,对比分析了理论坝踵和实测坝踵应力变化规律,重点研究了扬压力对两个坝踵点应力贡献作用,揭示了计算和观测坝踵应力差异的原因之一。结果表明：理论上的坝踵应力是坝踵基岩一侧计入扬压力作用的有效应力,实测坝踵应力则是距基础一定距离、坝体混凝土内部的总应力,两者存在一个与扬压力接近的应力差;按无拉应力准则设计的重力坝,坝内测点不会出现拉应力,最小压应力为0.5～1.0倍的上游水头;实测坝踵的有效应力取决于渗流场和孔隙水压力系数(B系数),该点渗透压力变幅小于上游水头且存在滞后,致使应力变幅明显小于理论坝踵应力变幅;扬压力在理论坝踵和实测坝踵的作用差异是实测与计算坝踵应力差异显著的重要原因之一。     

坝踵混凝土体型对混凝土面板应力变形的影响

镶嵌混凝土面板堆石坝是一种可以改善高面板堆石坝应力变形的新坝型。利用平面有限元法分析计算不同坝踵混凝土结构高度、下游坡比、趾板位置时面板的应力变形和周边缝变位,进而探究镶嵌混凝土面板堆石坝中坝踵混凝土结构对面板应力变形的影响。结果表明:当坝踵混凝土结构高度从坝高的27%增加到坝高的40%时,面板的挠度和顺坡向应力都大幅减小;坝踵混凝土结构的下游坡比从1:0.4放缓到1:0.7时,面板应力变形变化幅度较小;趾板位置在坝踵混凝土顶部从下游向上游移动时,面板与趾板之间的周边缝张开变位和错动变位大幅减小了68.7%和85.8%。说明设置坝踵混凝土结构可有效改善面板的应力变形。     

空腹重力坝坝踵应力的有限元分析

空腹重力坝的结构比较复杂，用材料力学方法难以求出现踵的真实应力，采取弹性理论的有限元法来分析坝踵应力，对影响坝踵应力的多种因素进行了分析，以便为坝踵应力取值提供设计依据。