深覆盖层面板堆石坝连接板长度敏感性分析

为协调混凝土防渗墙与趾板间的不均匀变形,修建于深厚覆盖层上的面板堆石坝通常在防渗墙与趾板间设置连接板,而连接板长度的确定则是工程设计中的重要技术问题之一。为揭示连接板长度对面板堆石坝工作性态的影响规律,结合实际工程,通过建立不同连接板长度的面板堆石坝坝体－地基系统有限元计算模型,进而开展系列非线性有限元分析,结果表明连接板长度增加对堆石坝体及面板应力变形影响较小,对竣工期防渗墙的应力变形有利,对蓄水期防渗墙的应力变形不利,可明显降低防渗墙与连接板接缝的切向错动。     

方溪水库防渗墙厚度敏感性分析

混凝土面板堆石坝防渗墙厚度的确定,是设计人员需要考虑的问题。采用ABAQUS软件,以方溪水库为例,分析不同防渗墙厚度对面板、周边缝及连接缝的影响。计算结果表明,堆石坝体、面板及周边缝应力与变形对防渗墙厚度变化敏感性较低;趾板与连接板接缝、防渗墙与连接板接缝法向变形与防渗墙厚度无直接关系,切向变形与防渗墙厚度呈正相关。     

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。     

大角度折线型高面板堆石坝坝体和面板的应力与变形规律

为深入探索折线型高面板堆石坝的变形机理,针对某拟建水库大坝,采用有限元数值模型模拟了3个坝轴线布置方案的堆石体应力与应变、面板应力与变形及结构缝变形,分析了上述变化规律与坝轴线折角之间的非线性关系,初步探讨了大角度折线型面板堆石坝的坝体变形机理。结果表明,坝轴线转折点周边面板出现的拉应力会随着折角的增大而产生不同程度的增强;坝轴线转折处的地形条件及坝体对称性对坝体受力变形影响较大;结合地形地质条件,合理选择转折点和折角大小是折线型面板堆石坝设计的关键。     

沂蒙抽水蓄能电站折线型混凝土面板坝数值模拟分析与应用

结合山东沂蒙项目折线型混凝土面板坝工程两套设计方案,开展三维静力有限元应力变形分析,模拟大坝施工期、蓄水期性状,探讨不同阶段设计方案下坝体与防渗体应力变形特征,分析面板与连接板布置形式对折线型面板坝应力变形的影响。数值分析表明,折线型面板的转角部位应力变形复杂,面板与周边缝受拉趋势与程度增加;调整转折段面板形态、合理设置连接板可有效改善面板折线处的变形与受力状态,减少应力突变现象。建议加强面板、连接板和止水结构抗拉性能的研究。     

水布垭面板坝挤压边墙技术研究

挤压边墙技术是混凝土面板堆石坝中垫层料施工和保护的新技术。结合水布垭工程,应用有限元分析技术,对挤压边墙有关问题进行了探讨。分析认为,当混凝土面板与挤压边墙取小约束、挤压边墙与垫层取大约束、挤压边墙取低强度、低弹模、泊松比为0.25～0.30,内摩擦角不小于40°时,水布垭面板坝设置挤压边墙不会对面板、接缝应力变形带来大的影响,面板和挤压边墙的脱空值较小。     

高混凝土面板坝面板应力分析现状

结合水布垭混凝土面板坝应力变形计算，对当前混凝土面板应力分析的现状进行了阐述。指出了存在的问题与不足，即如何模拟大坝的施工与蓄水过程，如何反映堆石体及接缝的应力变形特征，如何考虑混凝土面板与垫层之间的相互作用，都会影响到面板应力的计算结果，对几何边界条件的处理，单元网格的划分也会对面板的计算应国产生一定的影响。指出：要使计算的面板应力与实际应力相符，必须在已有工作的基础上加大室内试验力度，对堆石林流变特性，面板与垫层的相互作用，接缝应力变形特性进行全面而深入的研究。     

折线形面板堆石坝的变形与应力分析

论文以贵州王二河面板坝为例，采用有限元非线性分析方法对坝轴线折线布置的面板堆石坝进行了三维仿真分析，探讨了折线形布置方式对堆石坝体和混凝土面板的变形及应力状况的影响规律，为折线布置面板堆石坝工程设计和建设提供了有益的参考。     

泗南江水电站混凝土面板坝三维有限元分析

泗南江水电站大坝为混凝土面板堆石坝。采用Duncan E-B非线性模型对坝体进行三维有限元应力应变分析,并考虑了混凝土面板与垫层料之间的接触面特性。通过分析,得出竣工期和蓄水期坝体的应力变形,以及蓄水期混凝土面板的应力、变形和面板周边缝及垂直缝的变形。依据计算结果分析评价了混凝土面板堆石坝的应力变形性状。评价结果表明,泗南江水电站混凝土面板坝的设计是合理的。     

水库工程混凝土面板砂砾石坝静力特性研究

为深入研究水库混凝土面板砂砾石坝坝体应力变形特性,以甘肃省民乐县海潮坝水库工程为例,应用有限元软件构建起水库混凝土面板砂砾坝三维模型,并对竣工后蓄水过程中大坝坝体受力变形、面板变形及连接板和防渗墙间接缝沉降变形展开分析探讨。结果表明,无论水库大坝、混凝土面板,还是连接板和防渗墙间接缝,受力变形及沉降均未超出规范许可范围,水库大坝运行基本处于安全稳定状态。     

水布垭面板坝挤压边墙技术有限元计算分析

挤压边墙技术是混凝土面板堆石坝中垫层料施工和保护的新技术。本文结合水布垭工程,应用有限元分析技术,对挤压边墙有关的一些问题进行了探讨。分析认为,当混凝土面板与挤压边墙取小约束、挤压边墙与垫层取大约束、挤压边墙取低强度、低弹模、泊松比为0.25～0.30,内摩擦角不少于40°时,水布垭面板坝设置挤压边墙不会对面板、接缝应力变形带来大的影响,面板和挤压边墙的脱空值较小。     

复杂地形条件下面板坝离心模型试验研究

小干沟面板堆石坝坝址区地形复杂,左岸上游设置了混凝土挡墙,空库时作为坝座,蓄水时作为高趾墙。为此采用土工离心模型试验方法,研究在施工期、蓄水期和水位骤降期该三维挡墙的墙背土压力分布、挡墙位移和倾斜及其稳定性,比较了不同的墙底与基岩的连接状态和墙后坝体材料以及挡墙结构型式对挡墙应力变形性状的影响,论证了拱型挡墙和墙后坝料采用砂砾石料的可行性。本文对面板堆石坝与上游左岸挡墙相互作用的研究,为复杂地形条件下的面板坝设计提供了依据,并经受了多年安全运行的考验。     

复杂地形对面板坝面板应力和变形的影响分析

某混凝土面板堆石坝坝高144m．河谷地形复杂。采用三维非线性有限元法,建立了坝体和坝基的三维有限元模型．模拟了大坝填筑施工过程和水库蓄水过程．分析了运行期面板的应力变形及周边缝的变位特性,研究了复杂地形条件对该坝面板应力和变形的影响。计算表明：该混凝土面板堆石坝的面板应力受地形的影响较大,与坝体断面几何形态密切相关。左岸次堆石区变形大．面板应力较大,而右岸岩体的支撑作用显著,面板应力较小。右岸陡坡处及左右岸变坡处周边缝的变形较大。     

深覆盖层对面板堆石坝面板变形和应力的影响

某高混凝土面板堆石坝坝基覆盖层深度达45~100 m.应用非线性有限元方法.建立了不同设计方案的三维有限元模型,并详细模拟了坝体填筑施工过程和蓄水过程,比较了不同设计方案蓄水期面板的变形和应力的分布规律,以及面板缝、周边缝及其他接缝的变形.结果表明,将混凝土面板堆石坝面板附近的覆盖层部分开挖,让趾板直接坐落在基岩上,有利于改善面板的变形和应力,有利于减小面板缝、周边缝及其他接缝的变形.     

莲花水电站面板堆石坝原型观测设计

莲花水电站混凝土面板堆石坝建于寒冷的东北地区，由于混凝土面板堆石坝兼有土石坝和混凝土坝的特点，该坝的原型观测设计将两种坝型的原型观测技术结合起来，除观测常规土石坝的内、外部变形和应力，渗流等项目外，还对混凝土面板及其接缝等有关项目进行监测，重点放在位移、渗流和面板应力应变观测上。对重点部位布置多种监测仪器，内外部观测设计相互对应，以便互相校核。     

狭窄河谷中混凝土面板坝的应力变形规律及工程措施研究

为深入了解河谷地形因素对混凝土面板堆石坝应力变形特性的影响,采用一个典型的混凝土面板堆石坝三维有限元模型进行了不同岸坡坡度与河床宽度等影响因子的分析研究,并在总结已有相关研究成果的基础上,结合工程实例,探讨了改善峡谷地区混凝土面板堆石坝应力变形特性的工程措施。研究成果表明：河谷地形对大坝的作用主要表现在岸坡对坝体和面板的约束及顶托作用,这种作用随大坝长高比的增加而减弱。对于修建于狭窄河谷中的面板坝,其堆石体位移梯度和面板的压应力数值相对较大。工程上可采取提高堆石体压实密度,设置岸坡增模堆石区,以及合理确定面板浇筑时机和设置可吸收变形的面板纵缝填充材料等措施,以控制坝体变形并改善面板的应力状态。     

复杂地形地质条件下覆盖层上面板堆石坝的应力变形研究

通过有限元数值模拟的方法,研究了复杂地质地形条件下覆盖层上面板堆石坝的应力变形特性。研究了地质及地形条件的改善措施,计算分析了防渗墙和面板的应力变形、面板接缝变位以及坝体的变形和应力。研究结果表明,采用合理工程措施后,坝体应力变形规律正常,混凝土防渗墙及混凝土面板的应力在其强度允许范围之内,面板接缝变位在止水结构允许范围内,可满足覆盖层上面板堆石坝安全运行的需要。     

毛藏寺电站混凝面板堆石坝三维有限元分析

依托毛藏寺水电站工程,建立三维有限元模型,采用Duncan E-B非线性本构模型对毛藏寺蓄能电站混凝土面板堆石坝设计方案进行了三维静力有限元应力、变形计算分析。结果表明:坝体的应力和变形基本上处于合理的范围之中,尽管坝体整体变形量级不大,但坝体的变形分布受局部地形影响较大。顺坝轴线和顺坝坡方向最大应力均出现在面板中部。受岸坡地形和趾板的约束作用,面板周边存在局部拉应力区,拉应力数值不高。总体而言,蓄水期面板应力状态正常。     

轴向分区面板坝分区模量影响分析

轴向分区面板坝设计中，通过沿坝轴线方向将坝壳分为岸坡区、侧分区和中央区，依次填筑不同模量的材料，形成沿坝轴线方向的梯度模量来缩减坝壳的三维聚心变形、减小轴向位移，提高坝体变形协调性进而解决高面板坝挤压破坏问题。以锅浪跷面板坝工程为依托，通过数值计算模拟，对比研究了36种模量梯度组合的轴向分区面板坝的面板挤压破坏参考指标，分析轴向分区设计效果和分区模量对坝体及面板应力变形的影响。根据面板挤压破坏原理，以蓄水期面板的挠度和轴向压应力、面板最大挠度附近高程轴向位移及压应力、坝体的沉降和轴向位移为挤压破坏参考指标。结果显示，50%梯度方案与常规面板堆石坝相比，坝体向左右岸的轴向位移分别减小12.76%和14.73%，沉降减小14.42%，面板挠度减小15.28%，轴向压应力减小11.35%。研究为解决高面板坝的面板挤压破坏问题提供了新思路。     

坝下岩埂对混凝土防渗面板应力应变性状的影响

通过玛热勒苏混凝土面板堆石坝的有限元分析计算,重点研究在蓄水条件下,坝下岩埂不同的处理方案对面板应力应变性状的影响,获得了不同岩埂开挖形态条件下的应力应变计算结果。计算结果表明,受岩埂开挖形态的影响,各开挖处理方案中,混凝土面板内的压应力均能满足强度要求,若岩埂完全保留在坝体内部时,面板中的拉应力则超过混凝土的抗拉强度,导致面板被拉裂而失去防渗功能。岩埂清除范围将直接涉及到坝基开挖与坝体填筑工程量,影响到工程造价。