深厚覆盖层地基高土石围堰应力变形分析

结合Midas/GTS有限元分析软件,以某大型水电站围堰工程为例,通过计算分析得出了深厚覆盖层地基高土石围堰在完建期和蓄水期两种工况下的应力变形特性。结果表明：在两种工况下,堰体垂直位移的方向均竖直向下,最大值发生在堰体底部;完建期堰体及堰基的水平位移呈现两种趋势,上游部分水平位移指向上游,下游部分水平位移指向下游,蓄水期堰体及堰基的水平位移均指向下游;堰体的大、小主应力分布基本均为压应力,并从堰面向堰内逐渐增大,最大值发生在堰体底部的防渗墙附近,在防渗墙周边应力较为集中、梯度相对较大。     

复合土工膜防渗堆石坝力学特性有限元分析

采用三维非线性有限单元法对某复合土工膜防渗堆石坝进行应力变形仿真计算,分析了施工完建期和正常蓄水期合并7度地震时坝体、混凝土防渗墙和复合土工膜的变形和应力特性.结果表明,除防渗墙局部拉应力稍偏大外,大坝其余部位的应力变形均在合理范围之内.     

复合土工膜堆石坝膜受力变形特性分析

基于复合土工膜在坝体中受力形式的分析,结合工程实例,采用三维非线性有限元对坝体及土工膜进行仿真数值模拟,分析了膜劲度对坝体变形的影响、膜受力变形特性及其影响因素.结果表明,土工膜劲度对坝体变形影响很小,对膜自身受力影响明显,膜在岸坡锚固处局部产生较大拉力.     

全库盘防渗复合土工膜应力应变分析

为了解全库盘防渗复合土工膜的应力应变特性,结合新疆某山前倾斜平原全库盘防渗复合土工膜堆石坝,采用三维非线性有限元进行应力应变分析,并对库盘防渗复合土工膜进行了安全评价。由结果获得了竣工期和满蓄期水库防渗体系的应力应变分布规律和极值,可为工程设计提供依据,并提供行之有效的安全评价方法。     

考虑非饱和区的复合土工膜防渗坝渗流分析

针对传统的渗流分析主要考虑饱和区的渗流而不考虑非饱和区的渗流存在一定的安全隐患问题,基于饱和—非饱和渗流理论,结合复合土工膜防渗坝设计了四种不同的水位组合,分别计算了饱和渗流量及饱和—非饱和渗流量,并分析了正常蓄水位下考虑与不考虑非饱和区的渗流速度场等变化规律。结果表明,考虑非饱和区后单宽渗流量有了明显下降,出溢点的渗流溢出坡降变小,且渗流路径变的较为陡直,靠近上游部分区域的渗透坡降相对较大,水压力在土工膜中的降低相对减小。     

深厚覆盖层上土石围堰的应力变形研究

摘要： 以修建于深厚覆盖层上的土石围堰为研究对象,利用有限元软件ANSYS分步模拟堰体填筑和大坝基坑开挖过程。重点研究围堰竣工及基坑开挖的过程中堰体与混凝土防渗墙的应力变形特征。计算结果表明：整个施工过程中堰体与防渗墙沿三个坐标轴方向的位移分布规律良好,数值均在变形合理范围内,且各应力特征值均未超过设计标准,该围堰与防渗墙从施工期到运行期都是安全稳定的。     

铜车坝水库泥岩石渣坝复合土工膜与振冲碎石桩地基中混凝土防渗墙综合防渗体系的应力变形特性

铜车坝水库泥岩石渣坝综合防渗体系具有振冲碎石桩地基中设置混凝土防渗墙、柔性复合土工膜联结混凝土防渗墙等关键因素,为确保大坝防渗体系的安全性,采用大型三轴试验获得了坝料的邓肯模型参数,建立了准三维有限元模型,在土工膜与上、下垫层料接触部位均设置接触单元,反映土工膜与垫层料之间的接触特性,数值模拟了大坝施工与蓄水过程,阐明了复合土工膜与防渗墙综合防渗体系的应力变形特性。结果表明,泥岩石渣料属于低压缩性土,但其具有较为明显的强度非线性特性;防渗墙各时期的位移变形模式不同,围堰挡水期防渗墙水平位移偏向下游,竣工期逐渐向上游偏移,而蓄水期防渗墙在水压力作用下向下游发展,因此防渗墙上、下表面均存在一定的拉应力区域;土工膜的拉应变主要集中在防渗墙与土工膜的连接处,这是由于该地区刚度差异较大变形非协调所致。研究成果可为设计与施工提供重要的理论与技术支撑。     

土工膜缺陷引起的土工膜防渗砂砾石坝渗漏数值模拟

为研究土工膜缺陷对土工膜防渗砂砾石坝渗流场的影响,基于某土工膜防渗砂砾石坝的实际情况,应用饱和〖CD1〗非饱和渗流理论,构建了三维有限元数值计算模型,并对土工膜缺陷条件下坝体和坝基渗流场进行了数值模拟,拟定了不同缺陷部位、尺寸的计算方案,分析了在不同压力水头下复合土工膜发生不同程度的破损对渗流场的影响,获得了土工膜防渗砂砾石坝缺陷渗漏渗流场的特性。发现单个土工膜缺陷的发生部位和大小对砂砾石坝的渗流要素（浸润线、渗透坡降、渗透流量）影响不大,对缺陷附近局部渗流场的影响较大,随着缺陷处压力水头或缺陷尺寸的变大,局部饱和区变大。表明单个土工膜缺陷渗流影响区域仅为缺陷附近垫层内部较小区域。     

复合土工膜防渗土石坝渗流安全监控指标拟定

复合土工膜作为一种质轻、强度高、价廉的防渗材料,应用于大型水库防渗工程时,需监测其防渗效果。以西霞院反调节水库复合土工膜斜墙防渗砂砾石坝为例,根据历史监测资料,考虑库水位、温度、降雨、时效的影响构建渗流统计模型,分别采用置信区间法与典型小概率法拟定膜后渗流安全监控指标。结果表明膜后渗压水位较低,总体上无明显变化趋势,复合土工膜防渗效果明显。采用置信区间法拟定该工程大坝渗流安全监控指标更合理,可实时监测渗流安全状态,提供准确预警,保障大坝安全稳定运行。     

水电站上游围堰控制性防渗体工程的施工

通过施工原理着重介绍控制性灌浆、粘土心墙、土工膜三者结合在水电站前期防渗体工程中的应用,有效地解决了水电站主体工程施工前的阻水问题,且施工工序简单方便、投资成本低廉。     

混凝土高面板堆石坝流变分析

针对高面板堆石坝的应力变形特性,分析了堆石体的流变机理,提出了一个能够反映堆石长期变形特性且易于通过反分析方法确定参数的堆石流变模型.研究了公伯峡电站面板堆石坝在不计入堆石流变和计入堆石流变两种情况下的面板坝的应力变形分布范围和形态,以及计入堆石流变后对面板和周边缝所产生的各种影响与程度.     

复合土工膜厚度计算方法的应用比较分析

在分析防渗复合土工膜力学特性的基础上,结合仁宗海复合土工膜防渗堆石坝工程,分别采用顾淦臣薄膜理论公式、Giroud公式和前苏联经验公式三种确定土工膜厚度的方法对备选的两种规格复合土工膜进行厚度计算和选型分析,选择确定符合强度和变形要求且经济可行的一种复合土工膜.     

300m级高土石坝地下厂区渗流场及渗控措施研究

针对双江口水电站地下厂区的复杂渗流问题,采用三维有限元法和多变量多阶优化法,反演了地下厂区天然渗流场,并对比分析了不同渗控方案下地下厂区的渗流场、渗流量等分布特征。结果表明,地下厂区天然地下水位较高,排水廊道及排水孔幕的排水降压效果显著。     

高心墙堆石坝混凝土垫板应力分析及分缝设计

心墙堆石坝坝基混凝土垫板应力值较高,垫板有可能开裂而导致心墙与垫板接触渗流破坏。以高261.5 m的糯扎渡土质心墙堆石坝为模型,通过三维有限元计算分析,研究了高心墙堆石坝混凝土垫板的受力机理、应力分布规律及合理的分缝方式,得出垫板在顺坝轴线方向总体处于压应力状态而在垂直于坝轴线方向会出现明显拉应力,由此提出在反滤层与心墙交界部位及在顺坝轴线方向主动设置结构纵缝的工程措施,从而大幅降低垫板拉应力,避免了垫板开裂。     

两河口心墙堆石坝渗流特性及其控制方案

建立了两河口工程坝址区的三维渗流有限元模型,并计算分析了坝体及其坝基的三维稳定渗流场特性,获得了坝体和坝基的位势分布、坝体各分区的渗透坡降及渗透流量等.分析了坝基防渗帷幕和左右岸防渗帷幕深度和长度变化及防渗帷幕和坝基岩体渗透参数对渗流场的影响.结果表明,坝体、坝基及左右岸坝肩的防渗措施均可满足要求.建议考虑坝基防渗帷幕仅截断3 Lu线以上岩体的防渗方案,并将左岸防渗帷幕的延伸长度减少50 m.     

不同降雨条件下的某航电枢纽工程砂砾体围堰稳定性分析

降雨入渗对岩土的力学性质和力学行为有较大影响,不同的降雨条件会导致土体内部产生不同的水力响应。基于江西省某航电枢纽工程,结合Abaqus通用有限元软件,分别考虑实际降雨的三个影响因素(降雨强度、降雨历时、降雨雨型)进行不同降雨条件下的砂砾体围堰渗流及稳定性数值计算与分析。结果表明,围堰体内部渗流速度、孔隙水压力及变形位移随降雨强度和降雨历时的增加而增加,而堰体安全系数则随之下降。同时,堰体渗流和稳定性与不同雨型的峰值分布有较强的相关性,雨强峰值出现越晚,在降雨终止时,堰体的非饱和区孔压、渗流速度等越大,堰体安全系数越小。     

挤压边墙对面板堆石坝结构性态的影响分析

为深入了解挤压边墙施工对面板及堆石体应力和变形的影响,以柬埔寨某混凝土面板堆石坝为例,采用三维非线性有限元法建立了坝体三维有限元模型,对比分析了采用传统施工法与挤压边墙施工法时大坝应力和变形的变化规律,研究了挤压边墙对堆石体和面板应力和变形的影响。结果表明,正常蓄水位工况下采用挤压边墙施工对堆石体的应力和变形影响不明显;混凝土面板的顺坡向压应力减少约400kPa,拉应力区明显减小,拉应力值减少约800kPa,面板挠度减少约20mm,可见面板的受力状态和挠度有较大改善。     

高分子聚合混凝土作为高堆石坝防渗膜垫层的液胀抗渗及渗漏排水试验

针对高堆石坝防渗膜垫层选用颗粒和水泥无砂混凝土在水压力作用下存在的不足,采用高分子聚合混凝土作为高堆石坝防渗膜垫层,通过液胀抗渗试验和缺陷渗漏排水试验,分析了土工膜的液胀抗渗性能影响因素及土工膜存在缺陷时的渗漏量。结果表明,高分子聚合混凝土垫层存在破损时对土工膜的变形影响最大,其透水性能满足缺陷渗漏的排水要求。