坝基混凝土防渗墙应力变形三维有限元分析

为研究不同连接型式下基岩强度对混凝土防渗墙应力变形的影响,结合巴拉水电站土石坝混凝土防渗墙对坝体和防渗墙的应力变形进行二维和三维有限元方法计算,揭示了防渗墙应力变形随主要影响因素变化的规律,并分析了不同连接型式、不同强度的基岩对混凝土防渗墙墙体变形和应力的影响。结果表明,对防渗墙进行数值模拟时,设置有厚度节理单元可较好地模拟墙体两侧的"泥皮",结果较合理;基岩强度较高时,防渗墙和基础的连接方式对防渗墙应力变形的结果影响较大;进行三维模拟能更准确地反映防渗墙的应力变形特征。     

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。     

深厚覆盖层上心墙堆石坝坝基廊道应力变形分析

基于金平水电站沥青混凝土心墙堆石坝,采用子模型法对廊道在设、不设横缝情况下的应力变形进行了比较分析,计算中坝体材料采用邓肯一张E-B本构模型模拟,横缝采用有厚度的节理单元模拟.结果表明,廊道设横缝能起到缓解拉应力的作用.     

深厚覆盖层地基溢洪道应力变形有限元分析

受地形、地质条件限制,金佛山水利枢纽溢洪道将建立在第四系覆盖层地基上,为了解覆盖层地基的变形对溢洪道结构安全的影响,采用邓肯E-v非线性模型和线弹性模型,对不同工况下溢洪道的应力变形进行了有限元分析,研究了溢洪道在垫层竣工、结构竣工和泄水运行期时的地基变形、结构应力分布及伸缩缝变形。结果表明,地基变形、溢洪道结构应力分布与伸缩缝变形等分布符合一般规律,其中地基最终沉降量绝大部分发生在溢洪道垫层施工和结构施工期间,均在覆盖层厚度大处沉降量大,故建议对覆盖层天然地基进行处理,以减小施工期间地基的沉降变形。     

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。     

基于有限元法的沥青混凝土心墙及坝基防渗墙应力分析

在沥青混凝土心墙堆石坝设计中,坝基防渗墙与沥青混凝土心墙的轴线重合,但因施工误差等原因,实际可能会出现坝基防渗墙与心墙轴线不完全重合的情况。基于有限元分析方法,研究坝基防渗墙相对于心墙轴线在不同偏移量情况下防渗墙的应力状态。结果表明,轴线重合时,坝基防渗墙在施工期和运行期局部拉应力处于没有或较小状态,对整体影响甚微;坝基防渗墙轴线向下游的偏移会对运行期防渗墙应力产生一定的不利影响,主要表现为坝基防渗墙下游面(非邻水面)局部拉应力增大,存在应力集中现象,局部拉应力较未发生偏移最大增长3.6倍;可将心墙的混凝土基座依据坝基防渗墙偏移情况向下游进行一定的扩展,能使运行期坝基防渗墙下游面的局部拉应力最高降低59.3%,减弱应力集中现象,从而改善坝基防渗墙的应力状态。有限元模拟结果可为坝基防渗墙偏心情况下的安全性评价和工程处理措施选择提供支持。     

深厚覆盖层上闸坝坝基振冲桩处理方案优选

针对深厚覆盖层层次结构复杂、细砂与淤泥质层承载力不足的问题,以甲米一级水电站闸坝工程为例,采用D-P非线性本构模型,进行三维有限元数值模拟计算,分析了控制工况下的闸基变形特征及振冲效果。结果表明,控制工况天然地基条件下闸基承载力不满足要求,振冲地基后闸室变形和闸基承载力均满足现行规范要求。对振冲桩桩深和桩距的敏感性分析得出闸室各方向位移随振冲深度增加和振冲桩桩距减小而减小,其中铅直向位移最敏感。因此,要综合考虑振冲效果、施工难度和工程投资,选择最优地基处理方案。     

深厚覆盖层闸坝坝基的三维有限元渗流分析

结合一拟建的以深厚覆盖层为基础的闸坝枢纽工程,运用三维有限元法,进行了在采用全封闭式混凝土防渗墙地基防渗处理方案下的坝基稳定渗流分析。结果表明,采用此方案可以大部分或全部截断坝基中的集中渗漏,对于避免坝基覆盖层各层发生渗透破坏、减小坝基渗透流量均具有重要作用。     

老虎嘴水电站左岸深防渗墙变形和应力有限元分析

根据渗流分析确定了老虎嘴水电站左岸防渗墙上下游的水压力荷载,应用非线性有限元计算得到了施工期、蓄水期以及地震情况下的坝基沉降和防渗墙位移、应力等,论证了该方案在技术上是合理可行的。采用渗流分析所得的防渗墙上下游水压力作为结构分析的荷载,计算结果能更准确地反映防渗墙的实际受力情况。     

红粘土塑性混凝土防渗墙与覆盖层变形协调性及防渗影响研究

为探究单掺红粘土塑性混凝土防渗墙在云南省斜墙土石坝除险加固中的可行性,采用三维有限元法分析了云南省某粘土斜墙下红粘土塑性混凝土防渗墙的应力变形规律,计算中防渗墙及坝体的本构模型采用邓肯张E-B模型,对不同水位下的防渗墙进行模拟计算,探究校核洪水位、正常蓄水位和死水位下防渗墙及覆盖层的变形协调变化规律及防渗效果。计算结果显示,坝体、防渗墙及覆盖层的应力应变均在合理范围内,大部分顺河向变形协调性较好,墙体各应力值均未达到破坏值,且防渗效果显著。     

垃圾填埋场防渗墙变形数值分析

为了研究以聚乙烯醇改性粘土基浆材为主要材料的垃圾填埋场防渗墙在实际应用中的变形规律,以室内实体模型为对比参照,根据实体模型的材料参数,采用有限元分析软件对用聚乙烯醇改性防渗浆材浇筑而成的防渗墙进行建模与分析,并比较了数值模拟结果与试验结果。结果表明,墙体水平位移自墙顶向下逐渐减小,未出现反向位移,水平位移近似于线性变化;墙体主应力小于浆材的极限耐受值,且无拉应力的出现,具有良好的变形协调性;计算值与模拟值变化趋势相近且差异较小,计算结果具有合理性,说明防渗墙的应力应变能够满足垃圾填埋场实际应用的要求。     

基于区间分析法的土石围堰防渗墙安全性研究

针对土石围堰防渗墙应力分析中,结构模型参数不易获得的问题,将对防渗墙应力变形较敏感的几个参数表述为区间变量,基于响应面思想,通过正交试验和最小二乘法求出防渗墙的应力响应面函数,以近似替代实际仿真模型。实例研究表明,不同本构模型计算的防渗墙应力结果差异较大,且参数精度越高,计算结果越精确。研究结果为防渗墙的安全评价提供了依据。     

上覆压力对深厚覆盖层地基渗透及渗透稳定性的影响

为了研究不同上覆压力对深厚覆盖层中管涌型土层的渗透及渗透稳定性影响,利用土体渗流—应力耦合装置,在施加不同上覆压力(0、0.3、0.5、0.7 MPa)的条件下,对缺级配砂砾石进行渗透破坏试验。结果表明,随着上覆压力的增大,土体在渗透破坏过程中,局部的渗透特性变化和渗流场分布均存在差异性,反映了细土颗粒被运移和填充孔隙的情况不同,从而影响了水力坡降在局部的分配情况;上覆压力的增大使得土体稳定渗流阶段和渗透破坏阶段的渗透性出现不同程度的减小,临界坡降和破坏坡降的变化与上覆压力之间存在相同形式的非均匀变化关系。     

甘肃省某电站深厚覆盖层渗透变形分析

根据不同方法判定甘肃省某电站坝基覆盖层的渗透变形型式、临界坡降和允许坡降,取得了较合理的渗透变形参数.采用有限元法计算坝基渗流场,分析了其渗透变形特征.结果表明,水库正常蓄水后,在渗流条件下坝基覆盖层将发生渗透变形破坏,对此提出了较合理的防渗措施,可为未来利用深厚覆盖层建坝的水电工程渗透变形处理问题提供参考.     

高寒区深覆盖层土石坝非线性动力分析

西藏高原地区存在大范围的冻土区域,因而研究该区域冻土对土石坝结构抗震安全性能的影响尤为必要。根据高寒区深覆盖层西藏旁多土石坝工程结构参数建立三维仿真分析模型,采用无限元法模拟无限地基辐射阻尼效应,通过渗流场和温度场分析确定出坝体-坝基冻土所在区域。采用等效线性方法计算分析不同工况下考虑冻土、不考虑冻土的结构动力特性和抗震性能,结果表明冻土的存在对土石坝结构动力特性和抗震性能均产生了一定的影响。     

深覆盖层土石坝三维有限元应力应变分析

采用邓肯张E-B非线性模型对某深覆盖层坝基上沥青混凝土心墙土石坝进行了三维有限元应力应变分析,采用无质量地基模拟坝基和山体对坝体沉降变形和应力的影响,给出了深覆盖层上坝体的应力和变形特点,特别是沥青混凝土心墙上的应力、位移分布特点,为大坝的安全设计提供理论依据。     

深厚覆盖层上水电站厂房位移计算和控制

以西藏某水电站工程为例,针对深覆盖层软土地基上水电站厂房的沉降变形问题进行了有限元模拟和计算,利用邓肯—张双曲线模型中的卸载再加载模量代替原始地基变形模量与摩尔—库仑等面积圆屈服准则的组合作为地基本构模型进行计算,并采用面—面接触单位模拟桩与土体的摩擦接触,通过对不同施工措施下的结果比较和分析,提出了在整个厂房底部设置摩擦桩并进行较大范围的固结灌浆,可控制部分厂房沉降和蓄水引起的回弹变形。