宝泉电站下水库重力坝地震动力响应分析

结合宝泉抽水蓄能电站下水库浆砌石重力坝的改造工程,对其加高改造进行仿真模拟和三维有限元动力分析,研究了浆砌石重力坝的动力特性和地震动力响应,并得出地震动应力和动位移的分布规律。     

近断层脉冲型SV波斜入射下混凝土重力坝损伤特性研究

近断层地震动由于断层距较小,在到达地表之前经历的透射次数不多,因此近断层地震动一般不满足垂直入射假定。近断层脉冲型SV波斜入射下混凝土重力坝抗震性能研究尚不多见。本文以Koyna重力坝为研究对象,开展了近断层地震动的脉冲型特性和斜入射对坝体抗震性能的影响研究。选择近断层脉冲型和非脉冲型地震动记录各5条,分析了地震动的脉冲特性和斜输入角度对坝顶位移、坝体损伤分布以及损伤耗能的影响规律。结果表明：脉冲型SV波在30°斜入射下,比非脉冲型SV波在0°(垂直)入射下坝顶水平顺河向位移提高了5.37倍,竖向位移提高了27倍;脉冲型SV波对坝体造成的损伤破坏范围比非脉冲型更广,主要出现在上游坝踵和下游折坡处,脉冲型整体损伤指标相比非脉冲型增大了1.71倍;脉冲型SV波作用下坝体最大损伤耗散能是非脉冲型的2.47倍,对坝体造成的损伤及能量耗散更大。本文研究结论可为近断层地震动作用下混凝土重力坝的抗震性能评价提供参考。     

地震波斜入射下混凝土重力坝的塑性损伤响应分析

我国西南强震区建设有大量混凝土坝,复杂地形条件下地震波入射角度对混凝土坝动力响应影响较大,然而,目前相关研究以线弹性模型为主,在合理考虑坝体的真实破坏状态方面存在局限性。本文以Koyna混凝土重力坝为研究对象,建立三维非线性有限元分析模型,采用了基于黏弹性边界的地震波动输入方法,结合塑性损伤模型分别分析了地震P波和SV波斜入射下坝体的动力响应,并提出地震破坏评价模型对震后坝体损伤进行评估。研究表明,地震波入射角度及波型对坝体动力响应影响较大,P波入射下位移应力和损伤在60°时达到最大,SV波入射下在0°时达到最大,证明了考虑地震波入射角的必要性;采用塑性损伤本构结合损伤评价指标合理地反映了坝体破坏程度,并针对薄弱地区提出抗震设计改进。因此,在同类型工程的安全评价中应该综合考虑地震波斜入射和筑坝材料的非线性特征。     

近断层主余震考虑斜入射下的重力坝响应分析

一次大的地震中一般存在主震和余震,当震源距离地面较近时,近断层主余震序列通常以某一角度斜入射至地基,因此只考虑地震波垂直入射的情况是不适合的,有必要考虑地震波在多个角度下斜入射的情况。选取3条近断层实测主余震序列,推导地震动P波斜入射界面等效节点力公式,并验证其可行性;以Koyna大坝为研究对象,研究了单个主震和主余震序列2种工况下入射角在0°~90°之间时的大坝地震响应,以位移、损伤指数、损伤耗散能3个指标对震后坝体破坏进行了分析,建立了局部损伤指数量化分析损伤程度。研究表明：近断层单个主震和主余震2种工况入射角在15°~75°之间时,大坝地震响应均大于垂直入射情况;在多种性能指标下,主余震序列下的地震响应均大于单个主震。     

地震作用下重力坝位移响应分析

地震对重力坝的稳定性具有较大影响,为了分析地震影响下重力坝的位移响应特征,利用ADINA软件建立数值模拟模型,结合场地的地震参数,确定主余震关系曲线。根据数值模拟计算结果可知,主余震强度比和超载倍数对重力坝的位移增量和位移增长率影响密切。位移增量随着主余震强度比和超载倍数的增大而增大;位移增长率随着主余震强度比增大和超载倍数减小而增大,余震对坝体位移的影响较大。在进行后期工程设计时,需要充分考虑地震余震的影响,以保证计算结果准确。     

地震波斜入射下重力坝的动响应分析

为研究地震波斜入射对重力坝动力响应的影响,利用FLAC3D,基于某碾压混凝土重力坝,研究了不同角度仅SV波、仅P波以及SV波和P波同时斜入射下的坝体动力响应。重点分析了坝体顺河向位移、竖直向位移、主应力及抗滑稳定。结果表明,SV波和P波同时斜入射时,坝体的各项动响应随着入射角度增加均朝不利方向发展,顺河向及竖直向位移增幅最大达28.1%、53.4%,第一和第三主应力增幅分别达14.0%和11.2%,说明动力分析时考虑地震波同时斜入射是必要的。     

大河口电站空腹重力坝平面有限元计算及分析

利用有限元程序对大河口空腹重力坝应力、位移进行计算和分析，并与委托单位所做的计算和试验进行对比。认为该坝体结构设计合理，空腹坝在高山狭谷、泄流量大的情况下，具有很大的发展潜力。     

基于ABAQUS的重力坝时程动力分析

基于有限元软件ABAQUS,采用时程分析法,研究了重力坝在地震作用下非线性动力响应、坝体的损伤破坏过程及破坏形态。以工程实例在关键点的动位移、动应力和点安全系数得出了坝体在地震作用下的工作性态。并得出结论:损伤是除应力、位移及点安全系数法之外对结构安全评价的可信指标之一,坝体上、下游折坡点及坝踵部位是混凝土重力坝的抗震薄弱部位,这为研究大坝的抗震对策和抗震设计提供参考依据,并推广了ABAQUS在水利工程中的应用。     

重力坝加高引发的问题及解决方法的研究

大坝的加高将成为未来水利建设的重点之一。工程实例表明：重力坝加高会带来坝体应力恶化、新老混凝土结合问题和新混凝土表面裂缝等问题,分析出现这些问题的主要原因,提出控制新坝体的温度应力,做好新老混凝土结合面的粘结等解决方法。展望重力坝加高的发展,认为具有满足社会需求的可行性。     

喀腊塑克重力坝应力分析及体型优化

对喀腊塑克重力坝最高挡水坝段进行了弹性、开裂、损伤数值分析以及振动台模型试验,研究了该挡水坝段的应力集中和抗震薄弱部位,进而进行了体型优化比较,优化后的体型明显改善了坝体薄弱部位的应力分布并减小了坝踵处的拉应力值和拉应力区宽度.     

重力坝动态断裂分析

地震作用下重力坝的坝踵裂纹及其稳定性是工程界普遍关心的问题。本文基于比例边界有限元法(SBFEM)研究重力坝坝踵裂纹的动态应力强度因子(SIF)的变化规律。SBFEM的优点是可以给出位移场沿径向的解析解,直接按定义求出SIF,而不必对裂尖进行特殊处理。以柯依那(Koyna)重力坝作为算例,进行了频域法和时域法的分析,比较了不同坝踵裂纹长度的应力强度因子,计算了地震应力沿坝基交界面的变化。同时计算了裂纹内水压分布对应力强度因子的影响。计算结果表明随着裂纹长度的延伸,I型应力强度因子的峰值逐渐增大;裂纹内水压     

地震波在混凝土重力坝中的特性反应

利用大坝强震观测系统记录的强震事件资料,进行三维空间的频谱、加速度、速度、动力放大倍数分析,从而得出地震波在混凝土重力坝中不同高程、不同方向、不同介质中的加速度、速度反应特性、频谱特性和动力放大特性,为以后工程抗震设计和结构安全性设计提供参考。     

Tensile reliability analysis for gravity dam foundation surface based on FEM and response surface method

In this study,the limit state equation for tensile reliability analysis of the foundation surface of a gravity dam was established.The possible crack length was set as the action effect and allowable crack length was set as the resistance in the limit state.The nonlinear FEM was used to obtain the crack length of the foundation surface of the gravity dam,and the linear response surface method based on the orthogonal test design method was used to calculate the reliability,providing a reasonable and simple method for calculating the reliability of the serviceability limit state.The Longtan RCC gravity dam was chosen as an example.An orthogonal test,including eleven factors and two levels,was conducted,and the tensile reliability was calculated.The analysis shows that this method is reasonable.     

百色重力坝坝基复杂地质条件渗流特性分析

针对百色水利枢纽碾压混凝土重力坝存在的一些不利因素:坝基岩体地质条件复杂,上游面坝踵区存在一定蚀变带岩体,6号坝段坝基有贯穿坝基上下游的破碎带,且坝基岩层之间有岩层节理面并由此产生渗透各向异性,在充分考虑这些不利因素影响的基础上,采用三维有限单元法,对坝基渗流场进行分析计算,综合论证和评价了坝基的渗流场特性,并推选出坝基防渗和排水设施的渗控方案.     

关于粉煤灰混凝土重力坝应力分析的探讨

粉煤灰混凝土坝在中小型工程中前景看，但对它的设计理论有待进一步研究，本文简要介绍其应力分析方法，以供设计者参考。     

宝泉浆砌石重力坝三维有限元动力分析

考虑地震动水压力作用和地基弹性的影响,采用《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073-2000）推荐的振型分解反应谱法,对宝泉浆砌石重力坝进行三维有限元动力分析．计算结果表明,大坝整体上的应力和位移能满足抗震设计的要求．在坝踵局部区域、范围很小的拉应力不会影响大坝的安全．     

基于ABAQUS 的黏弹性人工边界在重力坝分析中的应用

无限地基的辐射阻尼效应是影响坝体地震反应的重要因素。本文采用黏弹性边界并在非线性有限元软件ABAQUS软件上成功实施,经与理论解的结果对比,具有较高的求解精度。文中以典型的Koyna重力坝地震反应分析为例,比较了黏弹性边界与传统的固定边界无质量地基的计算结果,特别是利用混凝土损伤模型对Koyna重力坝遭遇强震时震害现象进行了初步分析,得到了大坝下游折坡处与实际遭受的地震破坏现象和破坏程度基本一致的结果。