格八混凝土拱坝温度场仿真分析

针对格八混凝土拱坝老坝加固工程,结合温度场的参数敏感性、混凝土绝热温升随龄期变化、分层浇筑等因素的影响,采用有限元法对温度场进行仿真分析,通过典型高程点的温度时程曲线及对拱坝上下游表面温度等值线图和最高温度包络图得出了新坝体温度场的分布和变化规律,为该拱坝及类似大坝进行温度应力和抗裂危险性分析奠定了基础.     

丹江口重力坝二期加高非线性有限元接触分析

为了论证大坝加高后坝体联合剖面的变形及稳定是否满足要求，利用变分原理和最小位能原理将非线性有限元接触问题转化为标准的凸二次规划问题，然后采用基于扩展拉格朗日方法的序列二次规划优化法求解，重点研究了新老混凝土界面不同连结情况下的大坝应力、变形和稳定性状。计算结果表明，大坝加高后的整体变形、坝址坝踵和接触缝键槽处的应力以及整体稳定安全系数均满足设计要求。     

丹江口大坝加高工程新老混凝土结合面键槽切割施工

丹江口大坝加高工程是在原坝的基础上进行下游贴坡混凝土和坝顶加高混凝土施工。为改善新老混凝土结合面粘结情况和传递受力情况,需要在老坝体混凝土面上切割出键槽。实际施工中采用了大功率液压圆盘踞切割加钻孔静力膨胀相结合的施工工艺,保证了键槽切割的施工质量和施工进度,又降低了施工成本。     

丹江口大坝加高工程新老混凝土结合面键槽切割施工

丹江口大坝加高工程是在原坝的基础上进行下游贴坡混凝土和坝顶加高混凝土施工。为改善新老混凝土结合面粘结情况和传递受力情况，需要在老坝体混凝土面上切割出键槽。实际施工中采用了大功率液压圆盘踞切割加钻孔静力膨胀相结合的施工工艺．保证了键槽切割的施工质量和施工进度．又降低了施工成本。     

格八拱坝加固工程施工期库水位计算分析

针对格八拱坝加固工程采用后帮整体式大坝加高加厚方法,基于新老坝体结合特点,采用三维有限元法分别计算了正常蓄水位加固、死水位加固两种施工方案,分析了新老坝体应力变形状况及结合面状态,并比较了两种方案的优劣.结果表明,死水位加固方案改善了老坝应力状况,新坝坝体应力满足规范要求,且新老坝体结合面上的法向拉应力分布区域和应力值均较小,新老坝体的整体工作性态较好.因此,在格八水库加固工程施工期间,应尽量使水库保持低水位.     

新老混凝土中钢筋通电加速锈蚀特性试验研究

为研究新老混凝土中抗剪钢筋锈蚀的相关特性,采用通电加速锈蚀方法分析了设计锈蚀率分别为5%、10%条件下新老混凝土中抗剪钢筋的锈蚀特性,探究了不同位置处钢筋锈蚀的异同。结果表明,混凝土浇筑面锈蚀率大于非浇筑面;钢筋锈蚀率和锈蚀效率与混凝土强度呈正相关关系;设计锈蚀率10%较5%的锈蚀效果更好;新老混凝土结合面处钢筋锈蚀情况较其他地方严重。     

官帽舟沥青混凝土心墙混合坝应力变形分析

根据四川官帽舟水电站工程实况,建立了沥青混凝土心墙混合坝的三维非线性静力有限元分析模型,对大坝填筑和水库蓄水过程进行了仿真模拟,研究了坝体和沥青混凝土心墙在竣工期和蓄水期的应力变形特性.考虑实际施工影响,分析了坝体材料参数的敏感性.计算分析表明,符合100 m级堆石坝竣工期的沉降规律,坝体填料和心墙材料强度满足要求.     

去学沥青混凝土心墙坝高基座体型研究

依托坝高173.2m的四川去学沥青混凝土心墙堆石坝,介绍了一种基于高基座的沥青混凝土心墙坝型,通过对该坝进行二维有限元计算,分析了混凝土高基座的应力分布规律。在此基础上,对原设计方案进行了优化。结果表明,采用优化的基座体型后,混凝土基座的最大压、拉应力均大幅降低,最大拉应力降低近70%。去学沥青混凝土心墙堆石坝的成功建设,对今后类似工程设计具有重要参考价值。     

碾压混凝土拱坝一期冷却和汛期过流防裂研究

基于碾压混凝土拱坝具有碾压混凝土弹性模量发展较慢但其终值较大、汛期往往基坑淹没且浇筑温度较高的特点,以善泥坡水电站碾压混凝土拱坝为例,分析了各种温控措施对汛期碾压混凝土坝表面拉应力和一期冷却效果的影响。结果表明,碾压混凝土坝一期冷却宜采用长时间大流量低温冷却水,以确保在弹性模量较小时充分降低坝体温度;汛期过水对坝体应力影响较大,过水时混凝土应有足够的龄期。     

高海拔寒冷地区混凝土筑坝层面结合特性试验分析

高海拔寒冷地区坝工混凝土分层浇筑时坯层层间粗糙度评价与结合质量控制一直是施工管控薄弱点，为此，尝试采用3D激光扫描并联合多指标评价主成分分析法，构建粗糙度综合评分F值，对施工坯层面粗糙度进行量化评定；并针对高海拔寒冷地区低温干燥环境特点，分析了不同浇筑坯层间歇时间和层面粗糙度的量化指标对混凝土层间结合性能的影响。结果表明，混凝土试样层面F值最大的是平均凿毛深度4.5 mm糙面，其层面粘结劈拉强度最高；低温干燥环境(温度5℃、湿度30%)明显影响层面粘结性能，劈拉强度与整浇混凝土强度同比衰减10%左右；且层面粘结劈拉强度与间歇时间呈典型负相关性。     

泥质白云岩结构面抗剪强度各向异性的数值模拟

针对结构面抗剪强度的各向异性对坝基稳定性评价的影响问题,利用3DEC模拟软件对泥质白云岩结构面进行直剪模拟试验,研究了其抗剪强度随粗糙度变化的规律。结果表明,泥质白云岩结构面的粗糙度越大,剪切应力—剪切位移曲线峰值越明显,结构面的抗剪强度越大,抗剪强度参数也越大;法向应力水平越高,粗糙度对结构面抗剪强度的影响越弱。     

土工格栅加筋土石坝的试验和数值模拟研究

为进一步了解土工格栅加筋土石坝的变化特性,对土工格栅和堆石料接触面特性进行了拉拔试验,发现接触面上的剪应力较大,且随上覆压力的增加而增加;试验拉拔位移主要为土工格栅的伸长量,接触面上的相对位移较小,因此加筋土石坝数值模拟应设置土工格栅和堆石料接触面变形协调,并将试验结果应用于加筋土石坝的数值模拟中,分析了土石坝加筋前后应力变形特性和动力响应的变化规律。结果表明,加筋对土石坝变形的抑制效果主要体现在地震工况下;加筋后坝体的地震永久变形有所减小,加筋对顺河向的地震永久变形抑制效果大于震陷;加筋后顺河向永久变形指向下游,最大震陷位于坝顶。     

高拱坝建基面相对损伤面积敏感性分析

基于损伤本构关系的非线性有限元能较为真实地模拟拱坝的实际工作性态,但用于高拱坝安全度评价时水压力和温度荷载、坝体混凝土的弹性模量和抗拉强度、地基岩石的弹性模量等均具有随机性。以某高拱坝为例,以温降荷载组合作为基本研究工况,根据地形地质条件和坝体体形及施工过程,建立高拱坝非线性有限元计算模型,通过正交试验法建立18种计算方案,得到不同方案下上下游面、建基面相对损伤面积,再运用无量纲化和多元线性回归分析的方法计算建基面相对损伤面积与各影响因素之间的关系。结果表明,建基面相对损伤面积与水荷载、温降荷载呈正相关,与地基岩石弹性模量、坝体混凝土弹性模量、坝体混凝土抗拉强度呈负相关。对建基面相对损伤面积的影响程度从大到小依次为水荷载、地基岩石弹性模量、坝体混凝土弹性模量、坝体混凝土抗拉强度、温降荷载。     

大孔口拱坝工作性态研究

拱坝坝身开设大孔口对拱坝工作性态影响较大,对此,根据某坝身开设大尺寸泄洪孔的拱坝初设体型,建立了可反映坝址地形地质条件的有限元模型,研究了该拱坝初设体型、无联系梁及拱坝加高3种方案下的应力分布规律,并对坝基面进行等效应力处理。结果表明,联系梁完全失去作用时坝体仍能安全运行,拱圈加高后对减小坝体应力无显著效果,初设体型在等效处理后的应力大小满足规范要求,证明了该拱坝的初设体型的设计合理性,为工程的后期建设和安全运行提供了指导。     

混凝土重力坝坝体与坝基弹模比敏感性分析

为研究混凝土重力坝坝体与坝基混凝土的弹模在不同比值下对坝体应力和变形的影响,以某碾压混凝土重力坝#10坝段为例,采用Ansys有限元分析软件建立相应的三维模型,研究了坝基与坝体不同弹模比下坝体的应力和变形特性。结果表明,在正常蓄水位工况下,坝体安全度最优的弹模比区间为αE=0.5~1,尤其当αE=0.5左右时,通过增大坝基弹模,对建基面进行优化来改善坝体和坝基的应力变形效果较好。研究结果可为200m级高坝工程建基面及地基处理方案的选择提供参考。     

应变率效应对混凝土力学性能影响的细观仿真分析

针对混凝土结构在使用过程中经常会遭遇动荷载作用且作为一种率敏感性材料的动态力学性能将直接影响结构的承载力问题,从细观层次出发,结合试验实测的混凝土各组分静动态应力—应变曲线,拟合了混凝土各组分不同应变率下的本构模型,采用自主开发的混凝土非线性有限元软件,对混凝土试件轴拉试验细观数值进行了仿真,探讨了混凝土抗拉强度、弹性模量随应变率的变化规律。结果表明,混凝土抗拉强度和弹性模量均随应变率的增加而增加,但弹性模量的率敏感性低于抗拉强度的率敏感性,且计算结果与试验结果相吻合。     

新型膨胀纤维混凝土在混凝土缺陷修补工程中的应用

针对水工混凝土中大面积麻面、蜂窝、孔洞等缺陷,在试件中凿除缺陷混凝土并使其形成深度和形状都相同的方形凹槽,采用正交法设计比原混凝土小一级配、强度高一等级的膨胀纤维混凝土进行修补。试验分析了不同粉煤灰掺量、纤维膨胀剂掺量、减水剂掺量和砂率对膨胀纤维混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和静力抗压弹性模量的影响程度,推荐出最佳配合比,并对比了原状、带缺陷和经修补后的混凝土力学性能。结果表明,纤维膨胀剂掺量是影响其抗压强度、劈裂抗拉强度和静力抗压弹性模量的最重要因素,修补后的混凝土在强度方面效果较好。     

三维胶凝砂砾石百米级高坝的稳定性分析

为计算130m坝高的三维胶凝砂砾石坝坝基面稳定性,设计了2因素(坝体坡率m、地基弹性模量E)7水平(E为24(微风化岩体)、30、36、42、48、54、60GPa(新鲜岩体))的正交计算方案,采用有限元法进行计算。结果表明,坝体坡率m相同时,随着地基弹性模量E的增大,抗剪断稳定系数K′、抗剪稳定系数K均减小;地基弹性模量E相同时,随着坝体坡率的增大,抗剪断稳定系数K′、抗剪稳定系数K均增大。得到随坝体坡率m、地基弹性模量E变化时坝体稳定系数的变化规律及幅度,并根据《胶结颗粒料筑坝技术导则》、《混凝土重力坝设计规范》,优选出坝体坡率m=0.74、地基弹性模量E=24GPa,为胶凝砂砾石百米级高坝发展、建设起到指导作用。