基于ABAQUS软件的土石坝应力应变分析

利用有限元通用分析软件ABAQUS的用户子程序,实现Duncan-Chang模型的开发;同时利用热传导模块进行渗流分析。以此对某土石坝坝体进行应力与变形非线性有限元计算,得到坝体在施工期与稳定渗流期的应力与变形值。计算结果表明：利用ABAQUS软件,通过二次开发可以有效的实现土石坝的应力、应变计算。     

土石坝土工膜防渗方案的计算分析

采用邓肯张材料本构模型和渗流的流固耦合方法对土石坝复合土工膜防渗问题进行了计算和分析。主要分析了复合土工膜作为土石坝的防渗体时,坝体在竣工期和稳定渗流期能否满足安全要求,土工膜能否有效降低坝体内的浸润线,并对土工膜面板防渗方案和心墙防渗方案进行对比。结果表明,土工膜做为防渗体能够使大坝满足安全运行的要求,土工膜心墙防渗方案在应力应变和防渗方面要优于土工膜面板防渗方案。     

基于防渗墙方案对某土石坝防渗效果研究

针对土石坝的渗流问题,利用饱和稳定渗流计算模型,运用Geo-slope/seepw软件建立了该土石坝的二维有限元模型,对该土石坝防渗墙在不同深度下坝体内的渗流情况进行数值模拟计算,通过计算结果对坝体渗流稳定性进行了分析,为大坝渗流控制方案的选取提供相关的依据,同时也为其他类似土石坝的渗流分析提供借鉴。     

基于渗流与应力耦合的防渗墙与坝体相互作用的数值模拟

封闭式坝体防渗墙在土石坝除险加固工程中得到广泛应用.然而,目前针对土石坝加固工程中增建的封闭式坝体防渗墙的研究相对较少,特别是关于墙-坝体相互作用的研究中很少考虑渗流与应力的耦合作用.为探讨土石坝加固工程中墙-坝体相互作用的数值模拟方法及作用机理,在分析实际工程条件的基础上,利用ABAQUS有限元软件建立渗流与应力耦合数值模型,实现了同时考虑墙-土接触、渗流-应力耦合共同作用的模拟.分析结果表明,所采用的耦合数值模型能较好模拟防渗墙与坝体的相互作用;土石坝加固工程中的封闭式坝体防渗墙墙体的应力主要由水平荷载引起,简单忽略渗流与应力的耦合作用会导致墙体应力的计算结果偏于不安全.     

复合土工膜心墙与斜墙高土石坝应力应变研究

高土石坝在静力情况下的应力、变形特性和抗水力劈裂性能一直是高土石坝设计和施工的关键问题。为了研究复合土工膜高土石坝的应力应变特性,以一座坝高127.5 m的复合土工膜高土石坝为例,基于有限元计算方法,采用邓肯张E-B模型,分析和计算竣工期及渗流稳定期复合土工膜高土石坝坝壳料堆石体应力和应变、坝壳料堆石体变形以及大坝渗流量,得出复合土工膜心墙式和斜墙式高土石坝的应力变形特性,并对是否发生水力劈裂进行判断。算例表明复合土工膜对降低坝体浸润线,减小坝体孔隙水压力均有显著作用,堆石体的应力应变有了一定的改善,且不会发生水力劈裂等不利问题。     

土石坝非稳定渗流场和应力场耦合分析方法

开展饱和／非饱和土的非稳定渗流场和应力场的耦合分析方法研究,考虑土石坝施工过程的初次蓄水变形、运行期考虑降雨和库水位升降导致的坝体变形对坝体安全的影响,对科学客观地评价坝体安全性具有重要意义。在对分析对象做出合理假定的基础上,推导了非稳定渗流场和应力场耦合的等价积分方程,对其进行了空间域和时间域的有限单元离散,并用Fortran90编制了相应的求解该耦合问题的非线性有限元程序。对一土柱非饱和固结问题的计算分析和一均质坝考虑施工过程和蓄水过程的应力应变计算分析表明,提出的针对土石坝的非稳定渗流场和应力场耦合分析方法是合理的,可以应用于实际工程。     

某土石坝加固前后渗流及坝坡稳定性对比分析

针对某水库土石坝渗漏问题采用了"黏土斜墙+贴坡排水"的加固方案.本文对加固前后土石坝稳定渗流期和非稳定渗流期的坝体渗流及坝坡稳定性进行了分析.结果表明:与加固前相比,土石坝加固后的渗流量及渗透坡降均有所下降,上游坝坡安全系数升高,下游坝坡失稳概率大幅度降低.加固后的坝体稳定安全系数满足规范要求,说明所采用的工程加固措施是有效的、可靠的.     

基于ANSYS计算下水库土石坝渗流场与应力变形场特性分析研究

针对水库土石坝开展渗流场与应力变形场计算,利用ANSYS软件建立坝体模型,并针对坝体6个特征部位分别进行计算,获得了稳定与非稳定渗流场、应力变形场特性。稳定渗流工况下,坝体内各特征部位结构均在防渗结构措施后,出现一定浸润线下移、水头降低等现象,即坝体防渗效果显著。非稳定渗流工况下,坝体内部不产生显著非稳定渗流活动,非稳定渗流仅在防渗结构系统内部出现,防渗结构对水位突降或突升亦具有良好的防渗效果,防渗墙内渗流稳定,渗透压力以285.8～332.3kPa为主。研究了稳定、非稳定渗流工况下,应力场与位移场各特征值参数最大值均在安全合理区间内,非稳定渗流下应力场与位移场与稳定渗流工况下类似或一致,坝体安全稳定性良好。论文为研究坝体在稳定与非稳定渗流下安全稳定性及渗流场特性提供一定参考。     

基于有限元法的土石坝非稳定渗流坝体浸润线简化计算条件分析

利用有限单元法对土石坝进行渗流分析,得出了库水位下降过程中按稳定渗流和非稳定渗流所得坝体浸润线之间的平均相对误差,建立了渗流参数与浸润线平均相对误差的内在联系,提出了由组合参数判定非稳定渗流坝体浸润线简化计算条件的3组判据。这与前人通过实验和水力学方法得到的结论基本吻合。     

基于GeoStudio的某土石坝整治前后渗流及坝坡稳定分析

针对由于下游排水棱体失效而导致某土石坝坝体浸润线比较高、坝坡安全系数不能满足规范要求的情况,通过削坡和重建排水棱体对其进行整治,再利用GeoStudio2007软件对该土石坝的稳定渗流期进行有限元分析,对比分析整治前后的渗流场和坝坡抗滑稳定性,验证了整治措施对坝体渗流和稳定性的改善作用。     

高混凝土面板堆石坝安全监测若干问题的讨论

混凝土面板堆石坝安全监测因监测对象的差异,与单纯的混凝土坝、均质土坝等相比而有所不同,指出了大坝沉降监测、水平位移监测、渗流监测以及面板混凝土应力监测的一些问题,提出了相应的解决办法进行讨论。     

混凝土面板堆石坝运行期存在的渗流问题及成因研究综述

混凝土面板是作为面板堆石坝的主要防渗结构,承受较大的水头落差,其对于坝体渗流的安全稳定性至关重要,但是在运行期常存在一些渗流问题。本文在研究混凝土面板坝运行期渗流安全的基础上,分析了国内外混凝土面板坝渗流破坏的典型案例,总结了面板破坏的主要渗流问题模式,包括裂缝渗流、局部破损渗漏和防渗设计缺陷渗漏等,并在此基础上,对不同破坏模式的成因进行了分析,研究成果可为同类工程防渗设计及渗流控制提供参考。     

不同坝高对复合土工膜防渗斜墙应力变形的影响

根据复合土工膜防渗体应用于土石坝时的防渗特点,结合工程实例,采用三维有限元方法对坝体和复合土工膜进行了数值模拟,分析了不同坝高条件下对土工膜防渗斜墙应力变形的影响。结果表明:与低土石坝应用复合土工膜防渗的情况相比,随着坝高的增大,复合土工膜不仅在坝顶锚固区处的应力应变较大,而且两岸锚固处的应力应变也随着坝高的增大而增大,在两岸坡脚锚固端处应力应变达到最大,对实际工程的设计具有一定的积极意义。     

高土石坝粘土心墙和复合土工膜防渗性能研究

高土石坝在静力情况下的应力、变形特性和防渗性能一直是高土石坝设计和施工的关键问题。以一座高为127.5 m的高土石坝为例,通过室内试验和三轴试验测得坝体材料的物理性质指标和邓肯张E-B模型参数,采用有限元计算方法,计算竣工期和渗流稳定期复合土工膜高土石坝坝体应力、应变和变形以及大坝渗流量,并和粘土心墙防渗计算结构进行对比,并对复合土工膜心墙是否发生水力劈裂进行判断。结果表明:由于堆石体材料的流变性,引起了坝体的竖向位移和水平位移。复合土工膜心墙与粘土心墙相比,复合土工膜对降低坝体浸润线、减小坝体孔隙水压力均有显著作用,减小幅度在50%左右,且复合土工膜不会发生水力劈裂等不利问题。     

土石坝除险加固工程渗流分析

近几年来,防渗墙施工工艺日趋成熟并在水库除险加固工程中得以广泛应用。结合浙江省土石坝除险加固工程,建立三维计算模型,模拟计算了加固后大坝渗流场理论特征,并通过由DG-2005型智能分布式大坝安全监测系统取得的观测资料对设计进行验证,得出防渗墙起到一定的防渗作用,但理论与原型观测结果有一定差异,分析了产生差异的原因,同时提出除险加固施工中的注意事项,希望能为类似工程提供借鉴。     

土石坝应力路径数值分析

对糯扎渡心墙堆石坝进行有限元数值分析,研究了坝体内各点应力路径.结果表明,无论是填筑期,还是蓄水期,坝体内各点都为等应力比的应力路径.大主应力与小主应力之比基本保持恒定,但填筑期及蓄水期的比值大小不同.可为进一步研究适合于土石坝应力变形分析的本构模型提供参考.     

复杂坝基条件下面板堆石坝应力应变分析

该文主要针对基岩坝基中含有软弱夹层、深槽的面板堆石坝,结合工程实例,采用三维有限元对面板堆石坝进行应力及变形分析,以探讨坝基处理方案的可靠性,为类似工程提供借鉴。     

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。     

乌鲁瓦提面板砂砾石坝安全监测分析

乌鲁瓦提大坝是国内已建面板砂砾石坝第一高坝.工程配备了较为全面的监测仪器,水库蓄水至今已进行了多年的观测.在介绍埋设在混凝土面板砂砾石坝中的渗流、沉降变形以及面板应力应变等各种监测仪器的作用和功能的基础上,通过对乌鲁瓦提面板坝监测资料全面系统的计算分析,评价了大坝的运行性状.目前大坝沉降已基本稳定,大坝渗流状况发展趋势良好.经过多年高低水位的循环运行,大坝结构性态变化正常,处于安全运行状态.本文为其它工程监测仪器的埋设及相关监测数据的分析提供了借鉴与参考.     

水布垭堆石坝混凝土面板抗裂设计与工程实践

堆石坝混凝土面板普遍存在裂缝问题，影响坝体防渗效果和使用耐久性，一定程度上制约了堆石坝规模，因此混凝土面板抗裂设计是堆石坝的重要技术问题之一。针对堆石坝混凝土面板裂缝的成因．结合目前世界上该坝型最高的水布垭枢纽堆石坝工程，全面、具体、系统地介绍了200m级堆石坝混凝土面板的综合工程措施。