三峡工程二期混凝土防渗墙围堰初步设计方案的应力应变计算

本文采用Duncan等人建议的以切线杨氏模量和体积模量为参数的计算模型,对三峡二期工程的两道混凝土防渗墙围堰的设计方案进行了应力应变分析,着重研究了墙侧壁摩阻力的影响。计算结果表明,混凝土墙内应力受两种因素控制:一是水压力产生的挠曲应力;另一种是土体下沉时通过侧壁摩阻力传给墙的压缩应力。下游墙以压缩应力为主,上游墙则以挠曲应力为主,局部有较大的拉应力。文中建议合理安排施工顺序,充分利用墙的侧壁摩阻力以减小拉应力。     

低弹模地基大体积混凝土施工期温度应力分析

为了研究低弹模基岩地区大体积混凝土施工期的温度应力,选取低弹模基岩地区两个坝块尺寸差异较大的实际工程为研究对象,采用有限元法对坝体温度及温度应力进行了仿真计算,并用弹性地基梁法对其进行了复核。结果表明：对于基岩弹模明显低于混凝土弹模地区的大体积混凝土工程,由于基岩对上部混凝土温度变形时的约束较小,对温控防裂较有利,可参照基岩弹模和混凝土弹模相近的基础允许温差标准,适当放宽基础温差标准1℃~2℃,坝体温度应力仍可控制在设计允许应力范围内;当放宽基础温差标准后,坝体分缝、温度控制措施等要求均相对降低,可减少温控投入,为加快工程施工进度创造有利条件,具有较好的现实意义。     

混凝土重力坝的分区应力计算

文中论述了对于中等高度的混凝土实体重力坝,从经济合理和简化设计、施工等方面考虑,往往是在坝体外部采用较高标号混凝土,内部用低标号混凝土。计算各标号区的坝体应力目前尚无精确而简便的计算方法。本文介绍采用常用的重力法近似确定实体坝不同标号部位的应力。具体做法是引入混凝土高低弹模比且数值大于1的系数β,而可将两种不同弹模的实体坝化引成同一种弹模的宽缝重力坝,则可援用计算宽缝重力坝的方法求解其应力。本文所用近似办法也可应用于坝体外壳是常规混凝土,内部是碾压混凝土实体坝的应力分析。文章还列举了一中等高度实体坝的具体算例。     

混凝土轴拉弹模衰减规律及损伤模型试验研究

为研究混凝土轴拉弹模衰减规律,采用循环加载的试验方法,获得混凝土轴拉应力~应变全曲线,并对试验过程中的弹模衰减现象进行描述,拟合弹模衰减的演化曲线。根据弹模损伤定义,建立损伤模型进行试验研究,进而结合应力~应变全曲线,得到混凝土轴拉损伤演化方程,建立了以弹模定义损伤变量的试验确定方法。所得成果为混凝土损伤过程研究提供参考。     

三峡工程一期围堰应力应变的有限元分析

本文介绍了三峡工程一期围堰及其混凝土防渗墙应力应变非线性有限元计算情况,对采用风化砂壳建一道混凝土防渗墙和在防渗墙上接壤土心墙方案进行了比较计算。分析表明,建一道混凝土防渗墙方案,对墙的应力及堰体的稳定均可满足设计要求;而在混凝土墙上接壤土心墙方案,对堰体的稳定是不利的。 本文为三峡一期围堰的初步设计提供了依据。     

拟梁等参单元和坝内垫层钢管的应力分析

坝内垫层钢管的应力分析,由于钢管和垫层的厚度相对很小,垫层端部应力梯度较大,使用常规有限单元很难得出满意的结果,特别不能正确求出垫层端部的局部应力。作者提出一种拟梁等参单元,这种单元描述位移和应力变化的能力在一个方向很强,而在与之正交的方向相对较弱。它很适合用于坝内垫层钢管的应力分析。本文采用拟梁等参单元对三峡工程坝内钢管的设计比较方案等进行了计算,计算结果与试验结果吻合较好。计算结果表明:钢管应力,有垫层段远大于无垫层段,在垫层端部存在较大的局部应力;垫层弹模值的大小对钢管应力影响较大。垫层弹模值越小,传递到混凝土的荷载也越小,越靠近垫层端部这种影响越显著。三峡工程的钢管,当管壁厚度为4.6cm时,垫层弹模值以略大1.0MPa为宜。     

某水利枢纽工程混凝土防渗墙模量变化计算分析

结合某水利枢纽工程的地形、地质、水文等工程条件,通过三维有限元静力计算与稳定分析,针对混凝土防渗墙模量变化对防渗墙的应力和位移的影响进行三维有限元计算。通过对不同方案的计算分析和研究,全面了解各方案坝体尤其是防渗体的应力-应变分布规律,为坝型选择、坝体结构设计、防渗设计对混凝土防渗墙与大坝防渗体的结合形式以及塑性区大小的确定提供重要依据。研究结果表明,防渗墙的弹性模量与应力有着直接关系,降低弹模值,相应的应力值亦会减小;增大弹模值,相应的位移变化会减小。     

材料置换法改善拱坝应力集中的数值模拟

通过体型优化设计可使拱坝坝体以受压为主,当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度后,由于应力重新分布的作用,使局部区域的拉应力转变为压应力.以某拱坝为例,通过置换拉应力较大区域的混凝土为低弹模混凝土,使坝体以受压为主,充分发挥混凝土抗压强度高的特点,改善坝体的应力状态,提高坝体的强度安全性.采用有限元ANSYS10.0为平台,以坝高100 m的拱坝为计算模型,利用直接耦合法计算拱坝应力,得到拱坝在温升和温降工况下的应力分布状况,主要分析了对坝体拉应力不利的温降工况;采用低弹模混凝土置换坝体拉应力值比较大的区域,使置换区域的拉应力减小约50%,而压应力增加的幅度不明显,可以改善拱坝坝体拉应力集中现象,提高了拱坝的安全性.     

高压喷射连续墙的应力与变形研究

本文采用三维非线性有限元方法,研究了某枢纽围堰基础高喷连续墙的应力和变形,着重对墙体不同夹角布置、不同弹模对墙体应力、变形特性的影响和墙上分载关系进行了细致的比较研究。 首次提出墙体之间存在着拉应力最小的最优夹角,在有限元计算中,采用了虚化结构的方法分析基坑开挖,并考虑了土石料的湿化作用。     

葛洲坝工程大江围堰的应力应变分析及实测成果的验证

本文主要介绍葛洲坝上游围堰的应力应变计算与原型观测成果的验证分析情况。 本文对各种计算情况、填料参数的变化对混凝土防渗墙变位的影响进行了详细的对比分析研究。分析表明,计算下游墙的最大水平变位为7.2cm,与实测值7.5cm很接近。说明有限元分析可以对土石坝(或围堰)及防渗墙的应力、变位及其稳定性作出定性和粗略的定量预报分析。 本研究成果为三峡围堰进行应力应变有限元分析提供了一个很好的参考资料。     

龙开口碾压混凝土重力坝温度与应力仿真分析

采用有限单元法对龙开口碾压混凝土坝9号泄流中孔坝段施工期和运行期的温度场、应力场进行了全过程仿真分析,应力计算考虑了坝体自重、静水压力、温度荷载、随龄期而变化的混凝土弹性模量、混凝土徐变等因素。仿真结果表明:坝体泄流孔口在施工期形成了3~4 MPa的高拉应力,但运行期后应力减小至2 MPa;坝体上部由于在夏季浇筑温度较高,温降后形成的大温差产生了较高拉应力,但10 a后应力状态改善;大坝除坝踵处出现应力集中外,整体压应力水平小于2 MPa;孔口附近及大坝整体的应力状态是基本安全的。     

碳纤维布加固渡槽的优化设计

为探讨碳纤维布加固渡槽机理并确定最优加固方案,应用正交设计方法,以纤维布厚度、横向间距、条宽和弹模4个参数作为正交分析的4个因素,每个因素取3个水平,设计了9组加固处理方案,在满槽工况下,采用有限差分元进行数值计算。结果表明:碳纤维布能明显改善渡槽的拉应力分布,采用碳纤维布加固后,拉应力主要集中于碳纤维布附近,渡槽拉应力区范围明显减少;用碳纤维布加固后,渡槽最大竖向位移明显减小,且碳纤维布弹性模量对渡槽最大竖向变形影响最敏感;综合考虑渡槽变形和经济因素,碳纤维布加固渡槽的最优碳纤维布厚度为0.4 mm,最优间距为3 m,最优条宽为0.4 m,最优弹模为3×10~5 MPa。     

低弹模混凝土防渗墙弹模值对大坝压应力的影响

针对国内广泛应用于土石坝除险加固中的低弹模混凝土防渗墙,介绍目前混凝土防渗墙弹性模量的取值范围及混凝土防渗墙的运行效果.以浙江省吴家园水库大坝除险加固中低弹模混凝土防渗墙的应用为研究背景,通过有限元软件模拟分析混凝土防渗墙的应力应变,结合大坝运行过程中防渗墙应力应变监测资料,研究弹性模量的变化对低弹模混凝土防渗墙应力应...     

寒潮期间早龄期箱形渡槽的温度效应分析

采用ANSYS有限元软件建立了山西中部引黄工程桥头渡槽混凝土T构3号块的有限元模型。在考虑昼夜气温变化的条件下,模拟了寒潮期间该渡槽早期的瞬态温度场和应力场。结果表明:该槽段截面侧墙的外表面和顶板与侧墙重叠处内外温差大,分别出现3.4 MPa和3.9 MPa的拉应力,需采取适当温控措施;计算节点的温度和温度应力都随昼夜气温变化而波动,且波动幅度和气温变化幅度成正比;在遭遇寒潮袭击、平均气温下降6℃的情况下,内外温差变大,该渡槽表面的应力提高0.5 MPa,这对于早龄期混凝土防裂是不利的。     

三峡工程二期围堰有限元分析

本文对三峡工程二期围堰的应力和变形作了有限元分析。土体的应力应变关系采用双曲线模型。通过分析,从总体上论证了初步设订方案的合理性,同时否定了通常认为防渗墙混凝土弹模愈低愈好的看法,对防渗墙的设计提出了一些建议。     

杭州市青山水库低弹模混凝土防渗墙应变观测资料分析

通过杭州市青山水库防渗墙应变观测资料分析,获得低弹模混凝土防渗墙温度和应变变化规律。分析结果表明,低弹模混凝土防渗墙应变计的初始基准值取48~72 h左右时的读数为宜。防渗墙顶部一定范围内受外界气温影响较大,墙体内部温度变化滞后于气温变化;防渗墙中下部温度变化较小。拉应变主要出现于初期防渗墙上部,随着墙体温度稳定和库水位升高,逐渐向压应变转化,并逐渐趋于稳定。防渗墙顶部应变受温度影响较大,防渗墙下部应变受库水位影响较大;一般防渗墙应力应变计算分析可忽略温度影响。     

拔贡水电站改扩建工程纵向混凝土围堰设计

文章简要介绍了拔贡水电站改扩建工程纵向混凝土围堰的结构型式设计和稳定、应力计算。因纵向混凝土围堰挡水水头不高,因此围堰采用重力式C15素混凝土围堰,方便施工,节省投资,加快工程进度,有利于本工程尽早蓄水发电。     

乌江东风水电站拱形围堰三维光弹性应力分析

本文介绍东风水电站拱形围堰的三维光弹性实验研究,其中包括异弹模组合模型浇制与粘结、水沙压荷载模拟及主要试验成果。分析了在上述荷载作用下拱堰的受力特点和工作状态,探讨了低弹模基础和不对称边界条件对堰体内力的作用和影响,提出了进一步改善应力和稳定条件的途径和措施。     

地铁车站侧墙混凝土温度应力的多因素影响分析

针对地铁车站结构侧墙施工期出现的开裂问题,分析侧墙开裂原因,采用ABAQUS有限元软件,对其用户子程序二次开发,模拟混凝土的温度场和应力场随时间的发展变化过程,分析混凝土的不同入模温度、不同模板支护方式和外界气温骤降对温度应力的影响,以及地铁车站侧墙混凝土温度应力的变化规律。结果表明：混凝土内部温度峰值时刻不是内外温差最大时刻,随着入模温度的升高,温度应力增大;采用钢模板支护能降低内部温度峰值,采用木模板支护能降低内外温差;外界气温骤降引起的混凝土表面温度应力较大,开裂风险较高。影响大体积混凝土温度应力的因素应考虑入模温度、模板类型(钢或木模板)和外界气温综合因素的影响,该研究可为类似工程提供参考。     

底孔坝段温度应力场仿真研究

针对坝身开孔后削弱了混凝土坝结构的整体性、孔口周围易产生应力集中并可能导致产生温度裂缝的问题,采用三维有限单元法对底孔坝段施工全过程进行温度应力场仿真研究,计算考虑了通水冷却、混凝土的水化热温升以及弹性模量等对底孔坝段温度和应力的影响,并对比分析了不同方案下坝体温度应力。结果表明:方案4(约束区Tp=18℃,非约束区Tp=22℃,通水冷却)在采取通水冷却和控制混凝土浇筑温度措施后,高程1 624.5~1 631.5 m范围内垫层常态混凝土最高温度为33.8℃,最大温度应力为1.50 MPa;高程1 626.5~1 646.5 m范围内碾压混凝土最高温度为26.8℃,最大温度应力为1.32 MPa;高程1 646.5~1 692.0 m范围内闸室以上常态混凝土最高温度为36.5℃,最大温度应力为1.45 MPa,从而坝段各区域的最高温度均小于允许最高温度,最大应力小于该工程的允许拉应力。研究成果为混凝土坝底孔坝段施工温度控制提供借鉴。