不同比例降强度法在碾压混凝土重力坝抗滑稳定分析中的应用

利用不同比例降强度法,研究碾压混凝土重力坝的破坏过程与失稳准则     

阳江上水库碾压混凝土重力坝深层抗滑稳定分析

通过建立最高坝段溢流坝段和最高坝段非溢流坝段模型,对阳江上水库碾压混凝土重力坝进行静、动力作用下的深层抗滑稳定分析,模型考虑了坝后白水瀑布陡崖的影响.静力计算是基于有限元强度折减法,无需假定滑动面,根据特征点位移突变以及塑性区贯通等判断准则来确定大坝的整体稳定性;动力分析采用振型分解反应谱法,由其导出水平地震剪力,并将该剪力作用在建基面上,在此基础上进行动力作用下的抗滑稳定分析.计算结果表明,各种工况下抗滑稳定安全系数均满足要求,失稳破坏时产生的可能滑移路径未通过下游白水瀑布陡崖,坝后白水瀑布陡崖不影响大坝安全.     

基于有限元法的碾压混凝土重力坝整体抗滑稳定分析

重力坝深层抗滑稳定分析是重力坝设计中的重要内容.针对典型的重力坝设计实例,应用刚体极限平衡法和强度储备法对重力坝进行整体抗滑稳定分析,并对重力坝抗滑稳定分析方法、抗剪公式适用性、数值计算方法及其安全控制标准等方面进行讨论.结果表明,用两种分析方法计算的安全系数均能满足《混凝土重力坝设计规范》(SL 319—2005)要求,并且二者较为吻合.采用两种方法分析重力坝的稳定性,可相互补充和验证,为重力坝设计提供更加可靠的参考.     

基于流-固耦合的强度折减法在重力坝抗滑稳定分析中的应用

对传统强度折减法计算流程进行分析,指出了其中存在的不足,即对渗流的考虑不够充分.为弥补此项不足,从H-M耦合机理出发,推导了渗透系数与体积应变之间的函数关系,从而实现了H-M完全耦合.借助ABAQUS软件子程序USDFLD的二次开发,实现了H-M耦合与强度折减法的结合.以一个典型的重力坝双滑面稳定问题为例进行了对比分析,揭示了渗流对于重力坝稳定性的影响不可忽视.最后,对某重力坝单坝段进行了考虑H-M耦合的强度折减计算,得到了该坝段的渐进破坏过程和强度储备系数.     

碾压混凝土重力坝地震动力分析

结合龙滩碾压混凝土重力坝,采用有限元动力分析方法,分析了碾压混凝土重力坝的动力特性和地震动力响应,研究了碾压混凝土重力坝地震动位移和地震动应力的分布规律。     

碾压混凝土重力坝地震动力分析

结合龙滩碾压混凝土重力坝,采用有限元动力分析方法,分析了碾压混凝土重力坝的动力特性和地震动力响应,研究了碾压混凝土重力坝地震动位移和地震动应力的分布规律．     

碾压混凝土重力坝静动力分析

碾压混凝土坝受施工影响,常在混凝土碾压层之间出现结合面夹层,影响坝体变形及内应力分布。应用等效模量理论,把层状体结构转换为横观各向同性体进行应力和位移计算,根据Aboudi公式预测弹性参数,结合龙滩压混凝土重力坝,采用有限元法分析了碾压混凝土的横观各向同性性质对坝体应力分布和动力特性的影响。结果表明：对比各同向性体模型,碾压混凝土重力坝采用横观各向同性体模型,计算的坝基面的坝踵及坝趾处应力集中程度变化明显,坝体位移相对各向同性体计算的位移偏大;进行碾压混凝土坝的静动力分析时,把层状体结构物简化为横观各向同性体的方法是简单可行的。     

龙滩碾压混凝土重力坝水平层面稳定安全的断裂分析

提出了一种适用于分析含压剪裂缝结构的非线性断裂力学数值分析模型——压剪钝裂缝带模型；并基于此模型，提出了一种新的求解方法——调整力向量法，可较方便地求解复杂的压剪断裂问题；并编制了相应的非线性有限元计算程序。进而对龙滩碾压混凝土重力坝的建基面和碾压层进行了压剪断裂过程分析，得到了裂缝的发展过程及相应的应力、应变场，并对软化模型作了计算比较分析；同时，得到了大坝各高程的材料强度储备系数。最后，得出大坝上游防渗措施和保证水平施工缝具有足够的抗渗要求是保证龙滩大坝稳定安全的关键的结论     

基于霍克-布朗(Hoek-Brown)准则重力坝抗滑稳定分析

霍克-布朗(Hoek-Brown)强度准则因其能准确描述岩体、岩石的破坏特征而得到广泛应用。以ABAQUS为平台,利用完全隐式欧拉回映算法进行应力更新,建立相应的一致切线刚度矩阵,开发了基于Hoek-Brown强度准则的UMAT本构模型,并通过单轴压缩和拉伸数值试验验证了程序的可靠性和准则的适用性。最后,基于编制的UMAT与等效Mohr-Coulomb准则,采用超载法进行重力坝深层抗滑稳定分析。计算结果表明:等效Mohr-Coulomb准则高估了岩体抗拉强度,Hoek-Brown准则能反映岩体的非线性破坏特征,更符合坝基岩体的实际特征.     

修正的摩尔-库仑准则在重力坝深层抗滑稳定中的应用

针对修正后的Mohr-Coulomb准则采用基于Euler向后积分的自适应子增量本构积分算法推导得到的一致性切线刚度矩阵,以ABAQUS软件为平台,编制UMAT本构程序.进行了平面应变条件下单轴受压的数值验证后,用上述程序以强度储备系数法来验证了修正后的Mohr-Coulomb准则在重力坝抗滑稳定中的可靠性,结果表明编写的修正后的Mohr-Coulomb模型能够有效地反映重力坝深层抗滑破坏的特性,结果偏安全.     

大朝山碾压混凝土重力坝静、动力有限元计算分析

按《混凝土重力坝设计规范》(DL5108 1999)、《水工建筑物抗震设计规范》(DL5073 2000)等新规范的原则、标准和方法,对大朝山大坝用有限元进行正常使用极限状态校核、承载能力极限状态校核验算,计算结果表明,大朝山碾压混凝土重力坝是安全可靠的,大坝结构总体上达到了规范规定的可靠度水平.     

碾压混凝土重力坝断面优化的探讨

采用非线性优化方法中的序列二次规划法 (SQP)优化碾压混凝土重力坝坝体体型 .此方法能考虑碾压混凝土重力坝材料分区问题 ,采用更多变量的组合 ,进行断面优化设计 .计算实例表明 ,在满足设计安全的前提下 ,能降低断面单宽造价 ,获得经济、实用的坝体体型     

碾压混凝土重力坝静动力分析

碾压混凝土坝受施工影响 ,常在混凝土碾压层间出现结合面夹层 ,影响坝体变形及内应力分布 .应用等效模量理论 ,把层状体结构转换为横观各向同性体进行应力和位移计算 ,根据Aboudi公式预测弹性参数 ,结合龙滩碾压混凝土重力坝 ,采用有限元法分析了碾压混凝土的横观各向同性性质对坝体应力分布和动力特性的影响 .结果表明 :对比各向同性体模型 ,碾压混凝土重力坝采用横观各向同性体模型 ,计算的坝基面的坝踵及坝趾处应力集中程度变化明显 ,坝体位移相对各向同性体计算的位移偏大 ;进行碾压混凝土坝的静动力分析时 ,把层状体结构物简化为横观各向同性体的方法是简单可行的     

中国与法国混凝土重力坝建基面抗滑稳定分析规范对比

从设计状况、作用分类、作用组合及极限状态验算、计算公式、分项系数取值等方面,对比分析了中国《混凝土重力坝设计规范》DL 5108-1999和法国《重力坝稳定校核准则》的重力坝建基面抗滑稳定计算方法.根据不同方法计算了重力坝标准剖面及巴基斯坦Karot水电站重力坝3个典型坝段剖面的抗滑稳定安全系数,并以相对安全率评价了不同规范的安全度水平.研究表明:中法规范均采用概率极限状态设计法,设计方法基本一致;中国规范计算的重力坝坝基面抗滑稳定性要比法国规范更保守,安全水准更高.结论可供涉外工程参考.     

铅厂水电站碾压混凝土重力坝施工期温度应力仿真分析

碾压混凝土坝在施工中容易产生温度裂缝,影响大坝安全.采用三维有限单元法对铅厂水电站碾压混凝土重力坝4#表孔溢流坝段在坝体施工期时的变温度场应力场进行有限元仿真计算分析.分析结果表明:强约束区混凝土温差及浇筑时上下层温差均在规范规定范围内;坝体大部分区域内的应力水平满足允许应力控制标准.最后对可能出现温度裂缝的部位提出了相应的防裂措施.     

抗滑硐塞加固重力坝坝基的稳定分析

采用弹塑性有限元法，对采用混凝土抗滑硐塞加固缓倾角软弱结构面时重力坝坝基的失稳破坏过程进行了计算分析，并进一步对其稳定准则和审查方法进行了研究。     

江垭水电站碾压混凝土重力坝的温度应力分析

为研究温度荷载对江垭水电站碾压混凝土重力坝的影响,以其非溢流坝段为研究对象,建立有限元模型,根据江垭水电站的水温、气温、坝体温度、地基温度等监测资料,计算分析了大坝运行期的温度场,研究了大坝在温度场影响下的应力变化规律.研究结果表明:温度荷载对大坝运行有较大影响,但是大坝仍满足规范设计要求;夏季持续高温时,应避免大坝在高水位下运行;冬季持续低温时,应避免大坝在低水位下运行.