高坝回填及充水前后坝踵及廊道顶拱响应分析

作为高坝建设过程的关键,坝前回填与基坑充水对坝体重点部位如坝踵及廊道顶拱的应力状态产生重要影响。基于此,依据监测数据和仿真分析重点研究西南某高坝坝前回填与基坑充水前后的坝踵及廊道顶拱响应。结果表明,在自重、温度荷载及静水压力共同作用下,受坝前回填及基坑充水高度上影响,坝踵处产生拉应力,廊道顶拱处相应产生顺河向压应力增长,最大压应力增量达1.24 MPa。并由此削弱了廊道顶拱拉应力水平,改善了高坝的应力状态,对照监测数据该结果也可得到进一步验证。     

重力坝的实测坝踵应力及原因分析

本文总结了多年来国内外重力坝坝踵应力的主要观测成果。大量事实表明 ,蓄水后水压对坝踵应力影响甚微 ,坝踵仍处于受压状态 ,垂直向压应力通常可达 1 MPa～ 2 MPa。其形成主要原因可能是蓄水后混凝土上游面湿度增加、坝体降温及基础灌浆等综合作用所致。文章为改进我国今后在坝工设计及安全管理工作提供了可靠依据。     

重力坝计算与实测坝踵应力差异中扬压力作用研究

坝踵应力是评价重力坝安全的重要指标,按无拉应力准则设计的重力坝采用有限单元法分析时往往出现较大的拉应力,但实际工程中未见观测到拉应力的报道,有的甚至出现较大压应力,同时实测应力变幅往往远小于计算值。本文统计了国内外24座重力坝观测结果,分析了坝踵应力蓄水前后变化特点,以一典型重力坝断面为例,采用材料力学法和有限元法对坝踵应力进行计算,对比分析了理论坝踵和实测坝踵应力变化规律,重点研究了扬压力对两个坝踵点应力贡献作用,揭示了计算和观测坝踵应力差异的原因之一。结果表明：理论上的坝踵应力是坝踵基岩一侧计入扬压力作用的有效应力,实测坝踵应力则是距基础一定距离、坝体混凝土内部的总应力,两者存在一个与扬压力接近的应力差;按无拉应力准则设计的重力坝,坝内测点不会出现拉应力,最小压应力为0.5～1.0倍的上游水头;实测坝踵的有效应力取决于渗流场和孔隙水压力系数(B系数),该点渗透压力变幅小于上游水头且存在滞后,致使应力变幅明显小于理论坝踵应力变幅;扬压力在理论坝踵和实测坝踵的作用差异是实测与计算坝踵应力差异显著的重要原因之一。     

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。     

重力坝的实测坝踵应力及原因分析

(上接本刊 2 0 0 1年第 1期第 6页 )4.4　国外重力坝坝踵应力实例4.4.1　美国方坦那重力坝美国方坦那重力坝 ( Fontana)建成于 1 944年 ,最大坝高 1 46m。该坝实测应力与设计应力有很大区别。一是纵缝二侧应力呈不连续分布 ,二是不论蓄水前后甲块坝踵的压应力实测值比设计值大的多。蓄水前上游坝面处实测值比设计值大 2 MPa左右 ,蓄水后最大值自坝面稍向下游移动 ,最大值仍比设计值大 2 MPa左右 [2 ]。4.4.2　美国海瓦西重力坝图 1为海瓦西坝从 1 940年 6月 1日～ 1 943年9月 1日该坝蓄水前后坝基面垂直应力分布。由图可见 ,实测值要比设…     

重力坝厂房坝段应力及变形的有限元法复核

利用有限元软件ANSYS对已建故县的水库混凝土重力坝在两种工况下的应力和变形进行复核。复核结果为：最大拉应力出现在坝体坝踵处,达2.654 MPa,最大压应力出现在坝址处,为-5.06 MPa。从坝体基础的位移计算结果来看,与运行期观测数据较吻合,就整个坝体而言,绝大部分处于受压状态,但坝踵处与基岩接触面的局部有应力集中。     

碾压式沥青混凝土心墙坝三维静动力数值模拟研究

为研究碾压式沥青混凝土心墙坝施工及运行期的受力特性,以新疆某水利枢纽工程为例,采用非线性邓肯-张E-B模型进行大坝三维有限元静力计算,采用等效线性粘弹性模型进行大坝三维有限元动力计算,采用三维等价结点力法研究坝体地震永久变形,主要研究坝体在静动力条件下坝体和防渗体的应力、变形以及基座与心墙的相对位移。结果表明,静力条件下,坝体最大沉降约占坝高的0. 27%,蓄水后心墙最大压应力较竣工期减少约14. 2%,蓄水后心墙顺河向最大位移较竣工期增大约2. 6倍、沿坝轴线方向减小约13. 3%;动力条件下,坝体地震沉降约占坝高的0. 09%,地震发生时坝体最大横断面心墙出现拉应力,其值约为最大压应力的9. 5%,地震结束后心墙最大压应力减小约16. 7%,未出现拉应力,地震后坝体顺河向发生永久位移,心墙最大压应力较地震前增大1. 9%,心墙顺河向最大位移较地震前增大约15. 4%、沿坝轴线方向减小约11. 5%。     

斯里兰卡某水电站碾压混凝土重力坝应力和变形分析

文章采用ADINA结构分析软件对坝体和坝基的应力、变形计算。结果表明:坝体在各种工况下,坝顶竖向位移方向为向下,坝踵竖向为压应力,顺河向为拉应力,坝趾竖向应力为压应力,坝底附近地基应力在承载力容许范围内,满足设计要求。     

白莲河抽水蓄能电站地下厂房围岩稳定性研究

 安全监测是保障大型地下厂房施工期和运行期围岩稳定的重要技术手段,亦可用于反馈设计和指导施工。利用施工期和运行期安全监测成果,分析研究了白莲河抽水蓄能电站地下厂房围岩变形、支护锚杆应力、锚索锚固力、格构梁钢筋应力等的变化过程和相互影响规律,并对地下厂房围岩的稳定性进行了综合评价。结果表明：电站地下厂房围岩最大表面变形15.79 mm,最大锚杆应力150.5 MPa,最大钢筋拉应力63.76 MPa,最大钢筋压应力75.56 MPa,且各项测值已趋于稳定,围岩在经历施工期快速变形和蠕动变形后已经趋于稳定。     

高地温引水隧洞衬砌结构温度应力现场监测与数值模拟

为研究高地温引水隧洞支护结构的受力特性,利用有限元数值模拟对现场监测成果进行了分析论证。结果表明,施工期由于温度差异,最大拉压应力量值均较小,最大拉、压应力分别在0.67、0.45 MPa左右;运行期由于过水温度较低,全断面产生拉应力,最大拉应力在3.5 MPa左右;检修期由于隧洞排水,温度回升,由运行期的拉应力开始逐渐转化为压应力,最大压应力在0.35 MPa左右。