沥青混凝土心墙堆石坝心墙拱效应研究

心墙拱效应是影响土石坝安全稳定运行的重要因素,心墙力学特性复杂且受众多因素的影响,复杂地形地质条件对心墙拱效应具有重要影响。首先对比了直心墙、斜心墙、下直上斜式心墙拱效应的差异,在此基础上选取岸坡坡度、河谷宽度、覆盖层厚度以表征坝体所处的地形地质条件。基于数值计算定量研究复杂地质条件对沥青混凝土心墙拱效应的影响规律。结果表明：心墙应力拱效应主要集中在心墙中部3/4坝高附近及靠近岸坡处;斜心墙应力拱效应相对较小,可以很好地改善心墙的整体受力状况;岸坡变陡,斜心墙整体的拱效应强度增加,应力传递的核心区域由心墙中部拓宽至心墙两岸坡;随着河谷宽度的增加,应力传递的重心逐渐由底部转移到心墙两岸及心墙中上部;斜心墙整体的应力拱效应并非随着河谷宽度的增加单调变化,当坝轴线长度与坝高比值增加到3～4时,河谷产生的河谷效应对斜心墙变形及拱效应的影响大幅下降;随着覆盖层厚度的增加,斜心墙底部的拱效应明显增强,底部的拱效应系数分布逐渐集中化、区域化,容易产生局部破坏。     

某心墙堆石坝沉降分析

结合某心墙堆石坝的实际,对施工期沉降管以及水管式沉降监测数据进行整理,对其沉降变化规律以及坝体不均匀沉降进行综合分析。结果表明：竣工时坝体最大沉降量不是发生在坝体顶部,而是发生在坝体中部高程处。各测点沉降量在时间上与填筑进度具有良好的关联性,压缩模量的差异大小是不均匀沉降梯度大小的关键影响因素,坝体填筑时应对材料模量相差较大的部位采取相应的防止不均匀沉降的措施。     

张峰水库粘土斜心墙堆石坝反滤层渗透稳定性探讨

结合山西省张峰水库工程粘土斜心墙堆石坝关键性反滤层计算分析与试验工作,探讨了粘土斜心墙堆石坝反滤层设计及其渗透稳定性验证的方法。研究表明:关键性反滤层是粘土斜心墙坝的生命线,在设计中除了通过计算分析初步确定反滤层的级配曲线和控制密度以外,还需要特别重视反滤层渗透稳定性的试验验证,以确保大坝的安全。     

基于ABAQUS的心墙土石坝拱效应研究

土石坝心墙拱效应是影响大坝安全稳定运行的重要因素,为了研究心墙拱效应的影响因素,采用ABAQUS软件建立三维有限元模型,利用其二次开发平台,编写并调用邓肯-张E-B模型子程序,将心墙坡度和干密度作为敏感参数,对某心墙堆石坝竣工期与蓄水期进行有限元静力计算,通过试算拟合得到变化干密度和变化变形模量的"等效关系",分析了心墙坡度、干密度两个因素对心墙拱效应的影响。结果表明,增大心墙坡度和干密度可以有效减弱拱效应。     

土石坝粘土心墙拱效应分析

通过阐述分析粘土心墙拱效应的成因,利用有限元法,分析了内摩擦角、心墙倾度和粘聚力对粘土心墙拱效应作用的影响,得出相应的结论。     

不同填筑材料参数对心墙拱效应敏感性分析

本文采用邓肯-张模型本构关系,通过以基准参数敏感性变化程度,得到坝体各填筑料对坝体变形的影响.     

粘土心墙反滤层的施工实践

-粘土心墙是堆石坝的防渗核心,粘土心墙两侧反滤层的主要作用是在工程运行时,保证粘土心墙的土料不发生渗透变形,其粘土颗粒不被渗水压力带走,并能通畅地排出渗透水流,确保土石坝工程安全,是土石坝结构中重要的配套设施。1工程概况延吉市烟集水利枢纽工程是以城市防洪和城市供水为主,结合发电养殖等综合利用的水利基础设施。控制流域面积174km2,总库容3745m3,     

小浪底土石坝心墙拱效应分析

结合小浪底大坝监测资料,基于有效应力算法,采用一个能表征心墙拱效应强弱的评价指标,对大坝心墙拱效应进行计算。结果表明:施工期拱效应系数变化较稳定,竖向范围内坝体上部的拱效应比下部显著,同一高程拱效应系数中间部位最小,向上游和向下游逐渐增大,土压力呈马鞍形分布,心墙中部附近土压力最小;运行期同一高程拱效应从上游到下游依次减弱,拱效应系数主要受库水位和土体固结排水因素的影响,短期内受库水位影响大,长期则受土体固结排水的影响,拱效应系数的变化与库水位变化正相关,从总体趋势看,拱效应系数在缓慢减小;所有测点拱效应系数均大于零,说明坝体处于安全状态。     

不同掺砾量对黏土心墙的影响

为考察西南地区某黏土心墙坝在不同心墙掺砾水平下心墙的工作性态与安全情况,进而确定心墙坝掺砾施工方案,采用三维有限元方法,在不同的掺砾量水平之下,充分考虑掺砾量的增加对心墙渗透性与变形强度的影响,采用双线法计算各掺砾方案下的湿化变形,研究了大坝完建期及蓄水运行时心墙水平与竖向位移的变化规律,同时采用拱效应系数分析心墙拱效应的变化情况。研究结果表明:当掺砾量控制在50%以下时,伴随掺砾量增加,心墙的沉降变形减少,顺河流向变形减少,使心墙拱效应得到改善;当掺砾量大于50%时,掺砾对心墙的沉降变形与拱效应的抑制作用减弱,同时心墙顺河流向变形量增加。鉴于对于黏土心墙工作性态的综合考虑,建议相应工程中心墙料掺砾量宜小于50%。     

基于ANFIS-GM的心墙堆石坝变形预测

本文提出采用自适应网络模糊推理系统(adaptive neuro-fuzzy inference system,ANFIS)优化灰色理论模型(Grey Model,GM)的建模方法来研究预测大坝变形。ANFIS-GM模型综合考虑了由于资料不完备、考虑因素不全面而产生的灰色特性和各影响因素与大坝变形之间存在的模糊特性。该模型相比于GM模型不仅考虑了大坝变形的灰色特性,而且还考虑了水位变化速率、填筑速率与大坝变形的模糊关系。通过心墙堆石坝沉降变形的实例分析,表明该模型比GM模型误差更小。同时,该模型具有处理小样本,自组织、自学习、自适应,模糊推理的综合能力。     

毛尔盖心墙堆石坝防渗墙与坝体防渗体连接形式

介绍毛尔盖心墙堆石坝概况:最大坝高为147 m,河床覆盖层厚度为30~50 m,拟用混凝土防渗墙对坝基进行防渗处理。在分析防渗墙与心墙防渗体各种连接形式的优缺点之后,结合本工程实际和工程经验,选定防渗墙按硬接头接廊道的连接形式。进行有限元计算分析,确定防渗结构参数,防渗墙仅取1道,墙厚1.4 m。实践表明,采用该方案防渗墙和廊道内的应力适中、投资较少。     

糯扎渡大坝坝料现场压实特性及心墙安全性研究

心墙拱效应是心墙堆石坝设计中需关注的重点问题之一,拱效应对心墙的应力变形及抗水力劈裂特性影响较大。在对糯扎渡高心墙堆石坝的坝料现场检测成果进行分析的基础上,对现场填筑坝料的工程特性进行了室内试验研究,根据试验成果拟定了心墙料与堆石料模量差别较大的计算参数,据此进行了大坝应力变形有限元计算,对心墙的变形、应力、抗水力劈裂安全性进行了深入分析,根据研究成果提出了对大坝设计及施工方面的建议。     

糯扎渡心墙堆石坝防渗土料研究

通过大量的试验研究和工程类比,论证了糯扎渡水电站工程防渗土料采用掺砾料的必要性,并初步确定掺砾比例和土料压实标准;通过对试验成果的整理分析,提出了糯扎渡工程掺砾土料的工程特性参数;研究成果表明．采取一定的工程措施后,糯扎渡的所选土料场的土料可以满足坝高260m级心墙堆石坝防渗土料的要求。     

考虑坝体-地基接触效应的特高心墙堆石坝结构安全性研究

传统的土石坝结构计算分析中通常忽略坝体与基岩之间的摩擦滑动变形, 这与实际情况不符,坝体-地基接触摩擦效应对于修建在狭窄陡峻河谷区的特高坝表现尤为明显。采用三维有限元方法对修建在狭窄河谷区特高心墙堆石坝结构安全性进行了研究,研究中考虑了坝体-地基摩擦接触效应,模拟了水库蓄水、坝料湿化、流变等多因素共同作用下坝体结构力学行为以及坝体-地基接触位移演化过程。基于倾度法对坝体运行过程中可能的裂缝扩展区域进行了预测。研究得出:对于狭窄河谷上特高土石坝,坝体与地基的相对滑移较大,计算中应予以考虑。研究结论可为峡谷区特高心墙堆石坝设计提供技术依据。     

土拱效应的桩板墙挡板设计

基于有限差分法软件FLAC,以工程实例为依据,对边坡体系进行三维数值模拟,分析了土拱效应对挡土板设计的影响,为桩板墙挡板的优化设计提供了参考.结果表明:在进行桩板墙挡板的设计时,应充分考虑土的压力拱效应.     

河谷形状对沥青混凝土心墙坝变形特性的影响

将河谷形状与堆石材料的力学特性联系起来,定义了河谷宽度系数、河谷边坡陡缓系数和河谷非对称系数等3个动态参数来描述河谷形状。利用新定义的河谷形状参数研究其对沥青混凝土心墙坝变形特性的影响,结果表明:河谷宽度直接影响沥青混凝土心墙底部应力拱效应的强弱,河谷宽度系数越小,狭窄河谷地形导致的应力拱效应越明显,从而可能诱发心墙水力劈裂;河谷边坡的陡缓影响沥青混凝土心墙两侧拉应力的分布规律和量值大小,河谷边坡陡缓系数增大,沥青混凝土心墙左右两侧的拉应力区范围变小但量值增大;沥青混凝土心墙两侧的沉降差随河谷非对称系数的增大而明显增加,据此初步给出了区分河谷对称性的界限值;河谷形状对沥青混凝土心墙坝的三向位移均会产生一定约束作用,河谷宽度对坝体位移的影响最为显著。     

大坝防渗心墙高性能混凝土的试验研究及应用

黄壁庄水库副坝防渗心墙加固工程所需高性能混凝土，要求和易性好、早期强度低、后期强度高、抗渗性能好、低弹模和高抗拉强度。为了满足该高性能混凝土的性能要求，在选材上掺加了粉煤灰、膨润土、黏土和外加剂等掺和料。采用正交试验的方法，经4个阶段的试验研究：混凝土配合比综合试验、掺和料对比试验、混凝土配合比优化试验和微调试验，分析了各材料对该混凝土性能的影响，给出了材料的最佳配合比及成型混凝土的性能测试指标，说明了该高性能混凝土满足性能要求。最后，经应用验证了该高性能混凝土满足工程需要，所建大坝加固防渗心墙满足设计指标，质量合格。     

超高土石坝心墙孔压不均匀分布特征及其机理研究

两河口超高心墙坝填筑期监测发现,心墙孔压最大值明显高于同类工程,并且呈显著不均匀分布的现象,超出了以往的认识,引起了工程界对超高心墙坝安全的担忧。本文将饱和度作为初始材料参数引入到广义塑性本构模型中以反映心墙孔压与饱和度的耦合效应,建立了不排水条件下简化、高效的流固耦合分析方法并对其进行了验证。在此基础上,根据心墙初始饱和度的实测分布随机取值,开展了两河口心墙坝三维流固耦合分析,发现心墙实测孔压不均匀分布与饱和度随机性是直接相关的,揭示了实测高孔压及其分布特征的形成机理和影响,成果为超高土石坝心墙安全评价提供了理论支撑和技术手段。