佛湾水库砌石拱坝三维有限元分析

以佛湾水库为例,针对拱坝应力状态比较复杂的问题,采用三维有限元法计算了单曲砌石拱坝在多种荷载组合作用下的坝体应力及变形。结果表明,坝体的应力及变形均符合一般规律,且坝体变形较小、坝体上游面拱端处拉应力较大、坝体与坝基接触处存在应力集中现象,经有限元等效应力计算后,其结果在规范允许的范围之内,从而验证了设计方案的可行性。     

杨房沟拱坝三维线弹性有限元分析

为进一步分析杨房沟拱坝的稳定性,采用三维线弹性有限元法分析了杨房沟拱坝的基本荷载组合和偶然荷载组合等多工况多方案下的应力变形规律。计算结果表明,坝体应力、位移分布合理,符合拱坝应力和变形的一般规律;且坝体应力水平与国内类似拱坝工程相当,满足设计要求。研究结果为杨房沟拱坝体形深化研究提供参考。     

浆砌石拱坝坝体径向竖直裂缝预防

针对浆砌石拱坝坝体上易于发生的径向竖直裂缝问题，通过典型工程实例，经统计，归纳，对比分析，提出了工程施工期和运行期预防发生竖直裂缝的规则。     

会人溪砌石拱坝局部加固研究

会人溪浆砌石拱坝坝底厚度远小于现行规范及同类工程要求,致使最大拉应力超标,结构安全评定不满足要求,需进行加固处理。为此,基于ANSYS有限元软件编制有限元等效应力计算程序,计算原坝体应力结果,提出了培厚加固、肋墩加固等4种局部加固方案。通过加固后坝体应力分布情况,找到了最优加固方案和加固实施条件。研究表明,在坝体下游侧采用培厚加固、肋墩加固等局部加固方案可显著降低加固区应力,但在初始加固条件下(加固前上游水位139 m),各方案均无法满足拉应力控制标准;坝体上游侧加固区顶部易出现拉应力集中,最大拉应力与加固体型及加固前上游水位相关;对加固前上游水位进行敏感性分析,发现低水位有利于降低坝踵处拉应力,但易导致加固区顶部附近拉应力偏大;在方案2条件下,控制加固前上游水位介于130～134 m时可满足拉应力控制标准,为推荐方案。     

金坑浆砌石拱坝结构安全性态分析评价

在对大坝水平位移观测资料定性和定量分析的基础上，采用拱冠梁法和三维有限元法对金坑水库拱坝的结构性态进行了计算分析。在此基础上，对大坝的安全性态进行了综合分析和评价。     

谷幅收缩变形对拱坝应力状态影响分析

针对西南地区某特高拱坝蓄水后出现较为明显的谷幅收缩现象,在对大坝施工全过程进行跟踪仿真模拟的基础上,对比分析了考虑及不考虑谷幅收缩变形的影响。研究结果表明,仅考虑常规荷载条件下的大坝具有较大的安全裕度,库岸边坡出现60mm左右的谷幅收缩变形时,大坝安全风险仍然可控。若后期谷幅收缩变形进一步增大,则应尽量将上游水位维持在相对较高水平,尤其是低温季节,以确保大坝工程安全受控。     

谷幅收缩变形对拱坝应力状态影响分析

针对西南地区某特高拱坝蓄水后出现较为明显的谷幅收缩现象,在对大坝施工全过程进行跟踪仿真模拟的基础上,对比分析了考虑及不考虑谷幅收缩变形的影响。研究结果表明,仅考虑常规荷载条件下的大坝具有较大的安全裕度,库岸边坡出现60 mm左右的谷幅收缩变形时,大坝安全风险仍然可控。若后期谷幅收缩变形进一步增大,则应尽量将上游水位维持在相对较高水平,尤其是低温季节,以确保大坝工程安全受控。     

混凝土拱坝应力分析的有限元方法探讨

采用有限元法计算拱坝应力时,在拱坝近基础部位存在明显的应力集中,这对计算结果的评价带来了困难。为明确应力集中部位的真实应力水平,以大型分析软件ANSYS为平台,建立了拱坝三维有限元模型。针对同一模型,在相同荷载作用下,分别采用混凝土单轴强度准则(线性有限元法)和混凝土多参数强度准则(非线性有限元法)进行计算,并分析了非线性有限元法计算中参数ft值的敏感性。结果表明,两种方法所得的拱坝应力分布规律基本一致,而非线性有限元法可描述坝体在应力水平较大部位是否开裂。     

布西拱坝有限元等效应力计算研究

利用Ansys有限元计算软件对拱坝结构进行了应力计算分析,并对坝体近基础部位进行了等效应力计算研究,阐明了拱坝等效应力计算研究的基本方法和对工程的意义,为以后的拱坝结构计算研究具有一定参考价值。     

考虑砂浆冻融作用的浆砌石水闸应力变形特性分析

浆砌石水闸在长期运行过程中,受外界冻融作用,水泥砂浆易产生劣化效应,影响其应力变形特性和服役寿命。考虑到冻融作用对水泥砂浆力学性能的劣化效应,结合红旗渠分水闸工程,利用ABAQUS有限元软件,建立拱圈及闸室结构精细的三维有限元模型,研究了不同劣化程度下闸室的应力和变形情况。结果表明,随着劣化程度的加重,该工程闸室在拱顶附近和交通桥墩处逐渐出现应力集中,应力和变形基本呈曲线变化,且变化速率越来越大。这些部位是闸室的薄弱部位,在结构设计和安全运行监测时应给予足够重视。     

基于三维有限元法的碾压砼拱坝应力仿真计算研究

为防止大坝因局部拉应力过大而产生坝体拉裂现象,基于拱坝温度场和温度徐变应力场基本原理,以江西省萍乡市山口岩水利枢纽工程拦河坝为例,利用三维有限元法对拱坝施工期与运行期的温度场和应力场进行了仿真计算。结果表明,拱坝的施工与设计中未采取温控措施、不设置分缝,坝体拉应力过大,超出了碾压砼的抗拉强度,对大坝防裂稳定不利;对拱坝合理地设置横缝和诱导缝,采取温控措施,坝体高拉应力区的应力可得到有效改善,应力得到了释放,最大拉应力小于碾压砼的抗拉强度,有利于大坝防裂,为坝体稳定提供了保障。     

天花板碾压混凝土双曲拱坝运行期温度场及温度应力分析

温度控制是拱坝设计、施工与运行过程中均需重点考虑的因素。以天花板碾压混凝土双曲拱坝为例,分析坝体的实测温度变化规律、实际冬夏两季典型温度场、全年准稳定温度场和封拱温度场,并与设计温度荷载对比,计算和分析温度荷载差异对坝体应力的影响。研究成果可用于指导工程实践并为同类工程提供参考。     

等效应力法在天花板双曲拱坝应力分析中的应用

针对天花板碾压混凝土拱坝应力集中问题,基于拱坝设计规范,对计算结果进行等效应力处理,研究了拱坝等效应力计算方法、编制了相关计算程序,根据天花板双曲拱坝的构造和受力特点构建了三维有限元数值仿真模型,并采用ADINA软件进行应力计算。结果表明,较好解决了天花板拱坝局部应力集中问题,为工程设计提供了参考依据。     

金佛山混凝土面板堆石坝应力变形三维有限元分析

以重庆市金佛山混凝土面板堆石坝为例,采用邓肯—张E-B非线性弹性模型对其进行了静力三维有限元应力—应变分析。结果表明,施工期和蓄水期坝体沉降量分别为71.55、73.75cm,占最大坝高的0.65%和0.67%;面板和趾板的压应力和拉应力均小于混凝土的抗压与抗拉强度;面板最大沉降量分别为0.38、0.64cm,且位于面板中部;施工期面板顺河向水平位移朝向上游,最大值仅为0.14cm;蓄水后面板顺河向水平位移朝向下游,最大值为1.09cm;垂直缝和周边缝的变形量较小,均能满足设计要求。     

克孜加尔沥青混凝土心墙坝应力变形研究

基于E-μ模型,并以克孜加尔沥青混凝土心墙堆石坝为例,采用三维非线性有限元法计算了竣工及蓄水期的应力变形,分析了参数的敏感性,探讨了心墙底部基座的布置型式对心墙应力及变形的影响。结果表明,克孜加尔心墙坝坝体及心墙应力变形均在合理范围内,并获得了心墙参数的取值与坝体应力变形的规律。     

青龙RCC拱坝封拱温度对拉应力的影响

青龙RCC拱坝在施工过程中多次调整封拱温度,针对不同的封拱温度方案,利用ANSYS有限元软件计算了温降工况下坝体的应力,并编写APDL程序导出了各方案下上、下游面两拱端及拱冠的等效应力,分析了拉应力的分布规律。结果表明,不同封拱温度方案下青龙拱坝坝体拉应力分布差距较大,当局部高程坝体的实际封拱温度高于设计值时,坝体的拉应力分布范围较设计工况有所扩大,应力值增大;在高温季节施工时,若不采取温控措施,坝体会产生过高的拉应力而影响安全。