公伯峡面板堆石坝应力变形及材料敏感性分析

基于邓肯E～B模型,对公伯峡面板堆石坝施工期和蓄水期的应力变形进行了非线性有限元仿真计算,研究了其应力变形的变化及分布规律;对主堆石体主要材料参数进行了敏感性分析,探讨了其对高面板堆石坝应力变形的影响特点。     

西龙池面板堆石坝应力变形三维有限元分析

分别采用邓肯E-B模型和沈珠江双屈服面模型模拟堆石坝体、利用线弹性模型模拟沥青混凝土面板进行有限元变形及应力计算分析,并对两种不同模型在竣工期和蓄水期坝体堆石和面板的应力变形规律进行了比较.结果表明,对外凸反拱曲线型面板堆石坝,邓肯模型计算的面板拉应力较大与实测不符,而弹塑性模型的计算结果则较合理.     

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.     

三板溪面板堆石坝面板裂缝成因分析

采用钢筋应力计、无应力计、应变计、温度计、裂缝计等监测仪器对三板溪混凝土面板堆石坝进行监测,研究三板溪混凝土面板堆石坝在施工期和运行期的应力、变形分布规律,分析混凝土面板产生结构性裂缝的可能原因。监测资料分析结果表明:导致面板水平施工缝挤压破损的直接原因是面板水平缝缝面压应力过大和结构上的缺陷;从外部运行环境看,首次蓄水水位上升过快引起大坝变形速率过大,面板偏心受压,最终导致面板水平缝挤压破损。     

猴子岩超高面板堆石坝应力和位移非线性有限元分析

建立合理的三维有限元模型分析面板堆石坝的应力变形特性对于优化坝体设计、改进施工方法具有重要的意义。以猴子岩超高面板堆石坝为例,运用邓肯—张E-B模型建立了堆石体材料的本构模型,通过APDL参数化语言对邓肯—张E-B模型进行了二次开发,运用生死单元技术模拟了施工过程,利用ANSYS软件建立猴子岩面板堆石坝三维有限元计算模型分析了大坝蓄水期的应力和变形,并对蓄水期坝体位移的有限元计算值与水管式沉降仪的监测值进行了比较分析。结果表明,有限元计算得到的坝体位移、应力均满足安全要求,符合大坝变形的基本规律,实测值与计算值基本吻合,进一步验证了有限元计算值的可靠性,为优化设计和指导施工过程提供了可靠的依据。     

200 m级面板堆石坝流变分析

针对堆石流变会引起200 m级面板堆石坝面板脱空、压坏等现象,采用沈珠江三参数流变模型对200m级混凝土面板堆石坝进行三维有限元计算,对比了不考虑堆石料流变的计算结果,并分析了堆石料流变特性对坝体和混凝土面板应力变形及面板接缝变形的影响.结果表明,堆石流变较大程度上改变了坝体和面板的变形与应力.     

坝面溢流式面板堆石坝有限元计算与分析

通过用邓肯~张E~B模型,对岗曲河面板堆石坝在竣工期、蓄水期和泄水期进行了非线性有限元仿真计算,特别考虑了坝上溢洪道在泄水期,泄水水流对坝体应力和变形的影响,研究了大坝在三种工况下的应力变形特点及分布规律。计算结果分析表明,坝体竣工期、蓄水期的应力应变符合一般规律,泄水期的应力与竣工期、蓄水期相比有所减小,变形相差不是很大。     

广义塑性模型在面板堆石坝静力计算中的应用

为了探讨广义塑性模型在土石坝仿真分析中的适用性,分别采用广义塑性模型和邓肯E-B模型对卡基娃堆石坝进行三维有限元静力计算,并结合现场监测资料,对比分析了不同本构模型下堆石和面板应力变形的差异。结果表明,两种模型计算的堆石应力变形规律相似,广义塑性模型计算的水平位移和沉降远小于邓肯E-B模型,更符合实际观测资料;第一主应力比较接近,第三主应力相差较大;竣工时面板变形规律基本一致,蓄水期时面板坝轴线方向位移分布差别较大,邓肯E-B模型计算的面板挠度大于广义塑性模型。与广义塑性模型相比,邓肯E-B模型计算的面板压应力偏大、拉应力区域较大。     

分期填筑对高面板堆石坝应力变形的影响研究

针对分期填筑对高面板堆石坝坝体和面板的应力变形产生的重要影响,以清江水布垭面板堆石坝为例,采用有限元软件ANSYS二次开发研究了分期填筑对高面板堆石坝应力变形的影响,并提出了减少面板脱空的对策,为高坝的建设提供参考.     

积石峡水电站混凝土面板堆石坝周边缝变形监测简析

面板堆石坝周边缝变形的大小,直接关系到该种坝型大坝的安全运行。积石峡水电站混凝土面板堆石坝周边缝的变形监测是积石峡水电站变形监测的重要监测项目之一。为了掌握该电站混凝土面板堆石坝周边缝的变形监测,本文对周边缝的变形监测数据进行了简要分析并评价了混凝土面板堆石坝周边缝的运行状态。     

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。     

基于挤压边墙技术的面板堆石坝应力变形研究

为研究挤压边墙对面板堆石坝应力变形的影响,以某面板堆石坝为例,采用非线性有限元法建立二维、三维几何模型,对比有、无挤压边墙施工方法坝体的应力和变形规律,并分析了挤压边墙混凝土参数 、面板与挤压边墙接触填料参数的敏感性。结果表明,采用挤压边墙技术的该面板堆石坝坝体及面板应力变形均在合理范围内,并获得了挤压边墙混凝土参数取值、面板与挤压边墙接触填料参数取值及坝体与面板应力变形的规律。     

特高砂砾石面板坝流变效应及面板防裂措施

针对高面板坝后期变形导致的面板破坏问题,采用大型室内试验测定了大石峡筑坝料流变力学特性,重点研究了后期流变效应对坝体、防渗体应力变形的影响。评估了各期面板浇筑前坝体沉降速率,复核了面板浇筑前预沉降时间的合理性。研究结果表明,该坝各期面板浇筑前设置的预沉降期可将坝顶沉降率控制在5mm/月以内。大坝蓄水运行后面板应力,尤其是轴向应力,较初次蓄水增加明显,存在挤压破坏的风险。论证了在面板受压区设置柔性缝的面板应力改善措施,结果表明该工程措施对削减面板轴向压应力效果明显。总体上,250m级的特高砂砾石面板坝坝体和防渗体应力变形能满足安全控制要求,通过合理的工程措施可保证大坝施工与运行安全。     

一座抽水蓄能电站面板堆石坝的应力变形分析

以琅琊山抽水蓄能电站上水库混凝土面板堆石坝为例．运用三维非线性有限元法对坝体施工和库水的循环升降进行了详细模拟。预测了各时期大坝的应力变形．给出了各物理量的变化过程。结果表明，坝体和面板应力变形均在合理范围之内。总体呈周期性变化．没有出现异常现象。     

液压升降坝工作原理及结构性态分析

液压升降坝是一种新型的可升降活动的坝型,目前尚无设计规范。介绍了液压升降坝的结构、原理及特点,根据液压升降坝的结构特点和实际运行工作条件,采用弹性力学三维有限元法建立了三维有限元模型,计算分析了不同工况下升降面板及支承结构的应力和变形,并研究了其工作性态。结果表明,液压升降坝面板与坝后液压杆、支撑杆交接处几何形态发生突变,易产生应力集中,需设置合适的连接过渡装置以减小应力集中。     

基于子模型的高面板堆石坝周边缝变形分析

采用邓肯E-B模型模拟面板堆石坝体时考虑某高面板堆石坝面板分期施工与浇筑的特点,建立准确模拟面板特性的子模型,用接触面单元模拟坝体与面板的接触面及面板缝的相互作用,分析了该高面板堆石坝在稳定期、蓄水期和校核洪水期的面板周边缝变形规律,研究了周边缝随上游水位的变形规律,探究周边缝变形量和坝体整体变形规律,并与类似坝高的面板堆石坝结果进行比较。结果表明,该高面板堆石坝模型在不同时期的周边缝变形符合工程实际,在可接受范围内;靠近河床的面板的垂直缝基本上为受压缝,靠近两岸山体的面板垂直缝为张开缝;周边缝三向位移随上游水位的变化及顺坝轴向呈现一定的规律,与坝体沉降有一定的联系。     

防渗墙下游高压旋喷加固区强度对深覆盖层处面板堆石坝防渗系统变形的影响

针对深覆盖层上面板堆石坝的防渗系统变形较大问题,提出对防渗墙后侧一定范围内地基进行旋喷加固处理,并对不同的旋喷加固参数及加固范围设定了不同的加固方案,采用有限元数值分析法就不同旋喷加固方案对大坝防渗系统变形性状的影响进行了技术论证。计算结果表明,防渗墙后侧设置一定范围的旋喷加固区能有效地改善由混凝土面板、趾板、连接板和防渗墙组成的防渗系统的变形,面板缝、周边缝及其他接缝的三向位移变形也有所减小。     

面板坝次堆石区力学特性对坝体变形协调的影响

以厦门抽水蓄能电站上水库面板堆石坝为研究对象,采用三维非线性有限元法和邓肯E-B模型,设计多组不同力学特性的主次堆石料组合,对比分析坝体变形及面板位移,探究蓄水期坝体各部位变形受堆石材料性能变化的影响程度。建议面板堆石坝主次堆石区变形协调的变形梯度极限指标为3%,同时以地震永久变形量作为抗震校核的指标。对于该工程,在现有填筑料的基础上,适当提高次堆石料力学性能,坝体坝轴线下游侧水平及垂直位移均显著降低,位移的极值部位向坝轴线靠近,高程略有上升;次堆石料的变形模量对面板的挠度影响不大。     

溢流面板坝泄槽流激振动特性研究

针对溢流面板坝泄槽流激振动性能复杂的特征,基于ABAQUS建立了某溢流面板堆石坝的三维仿真模型,通过Matlab自编程序构造脉动压强时域激励荷载,采用时域分析法分析了不同流速条件流激振动作用下系统的模态和关键部位的应力应变情况。结果表明,在流激振动作用下,泄槽流速对溢流面板坝系统模态及泄槽底板接缝处的变形和关键部位的拉应力影响较大,特别是当流速大于40m/s时,系统基频下降速率较快,坝料弹模及泄槽板厚对系统基频影响较大,容易受水流激励影响诱发共振破坏,同时变形及拉应力明显增大,容易导致底板结构振动破坏,可通过提高坝料弹模及增大泄槽板厚来增强系统结构抵抗流激振动作用的稳定性。研究成果可为同类坝型泄流状态的安全评估及施工设计提供指导。     

不同面板缺陷下面板堆石坝渗透稳定性数值模拟研究

为研究不同面板缺陷联合库水位变动(库水位高程、库水位骤降速率、缺陷高程、缺陷尺寸)对面板堆石坝渗透稳定性的影响,以浙江省临海市某面板堆石坝为例,利用岩土软件Geostudio的Seep/w与Slope/w模块对含不同缺陷及不同库水位情况下的面板堆石坝进行了有限元分析,得到了渗漏量、面板后浸润线高程及上下游坝坡的安全系数变化规律。计算结果表明,库水位高程越高,面板坝坝后浸润线高程越高,坝体的渗漏量越大,上游坝坡安全系数越大,下游坝坡安全系数越小;当库水位高程低于缺陷高程时,完整面板坝与含缺陷面板坝的渗透稳定特性一致,当库水位高程大于缺陷高程时,库水位水平越高,面板坝后的浸润线高程越高,同时渗漏量也越大;库水位骤降下面板坝内部浸润线呈现先疏后密的规律,在库水位骤降经过缺陷高程时,坝体内部浸润线有个突然下降的过程;一旦面板发生缺陷,面板坝后的浸润线及渗漏量会出现较大的增长,安全系数下降幅度也较大,缺陷高程越高,面板坝后浸润线高程及渗漏量越大,安全系数也越小;缺陷尺寸越大,面板后的浸润线高程及渗漏量也越大,安全系数越小,但变化幅度较小,同时,上游坝坡的安全系数整体上要大于下游坝坡。