库底吸收对重力坝动力响应的影响分析

水库库底吸收是重力坝-地基-库水系统在地震作用下相互作用中的重要组成部分。本文基于声固耦合方法结合阻抗边界条件可以对水库库底吸收进行模拟,通过算例验证可知无论是激励频率相同库底反射系数不同还是激励频率不同库底反射系数相同两种情况都可以得到准确的坝面动水压力分布曲线。通过对丰满新建重力坝的分析可以得到的结论为不同库底反射系数对坝面动水压力分布有显著影响,动水压力幅值随着库底反射系数的增加而变大,坝体动力响应也随之变大;讨论了丰满老坝对新坝坝面动水压力分布的影响,由于上游老坝的存在,新坝整个坝面上动水压力幅值明显变大。     

地震作用下重力坝动水压力的高精度时域公式

提出一种计算直立坝面上地震动水压力的高精度时域公式,与坝体有限元模型结合用于考虑坝-水动力相互作用,避免半无限库水区域的数值模拟。在频域内,基于库水区域分离变量解析解和坝-水交界面条件推导精确的坝面动水力-坝面绝对水平运动关系,之后利用作者已经提出的时间卷积局部化方法将该关系转化为含有辅助变量的高阶精度时域公式。该公式的时空离散形式与坝体有限元模型的耦合方程,可以采用显式时间积分方法求解。为了能够利用商用有限元平台分析非线性坝体-库水动力相互作用问题,在ABAQUS有限元软件中通过UEL用户单元子程序二次开发实现了提出的动水力公式,公式用户单元在有限元建模阶段与坝体有限元模型无缝结合,后续动力计算过程中无须重启动等任何特别处理。刚性坝面地震动水压力分析表明,提出公式的计算结果稳定,并与解析解较好吻合;之后将该公式应用于Koyna重力坝地震反应分析。     

满足相似条件的混凝土重力坝振动台试验方法研究

本文以某拟定高混凝土重力坝工程挡水坝段为研究对象,进行了坝体库水压力模拟的大型振动台动力模型试验。为解决坝体动力模型破坏试验中,库水材料只能选择液体水导致坝体模型材料密度比尺难以改变的限制,通过弹簧系统及附加质量模拟坝体的库水压力,满足坝体模型材料密度比尺变化的要求,从而使模型试验效果更佳。通过多组坝段模型的试验对比研究发现:本模拟方法可以有效模拟库水压力,可满足密度比尺的限制,方便可调;在模拟地震响应中,满库与空库坝段的动力特性有着明显不同;空库坝段与满库坝段模型的破坏特征也有明显区别。     

库底淤沙对混凝土重力坝地震响应的影响

将库底淤沙层模拟为液固两相孔隙介质,用以固相位移和液相压力为基本未知量的u-p格式的Biot方程进行分析,建立了坝体-地基-库水-淤沙系统的动力反应分析模型.用该模型分析了地震荷载作用下库底淤沙层对重力坝动力特性的影响,结果表明淤沙层厚度增加会使坝面动水压力减小,使坝体加速度响应略有增大.     

拱形重力坝地震动力反应分析

本文运用有限元方法研究了拱形重力坝在地震作用下的动力反应。计算分析时考虑了坝 地基 库水动力相互作用下拱形重力坝的模态特性 ,同时利用时程法计算了拱形重力坝在地震作用下的动应力、动位移及加速度 ,对结果进行了分析。由结果可以得出动水压力采用质量元法是行之有效的。而且较其他的方法更为简便 ,迅速 ,从而大大提高了工作效率     

库水模拟对拱坝动力特性的影响分析

库水可压缩性和库水-坝体动力相互作用是影响坝面动水压力以及拱坝动力特性的重要因素。本文以拉西瓦拱坝为例,建立拱坝-地基-库水系统有限元模型,研究库水模拟对拱坝动力特性的影响。采用Westergaard附加质量与流固耦合两种不同的库水模拟方法,分别考虑附加质量、流固耦合的不可压缩库水、流固耦合的可压缩库水等三种情况,对比分析了拉西瓦拱坝的动力特性。分析结果表明,库水的存在会导致拱坝系统的各阶自振频率减小;考虑库水可压缩性导致拱坝的各阶自振频率进一步减小,且各阶振型发生变化。分析结果可以为高拱坝真实工作性态研究和地震反应分析提供参考依据。     

不同横缝接触与库水模型对拱坝动力反应的影响

本文基于有限元非线性动接触模型，对拱坝横缝非线性动力响应进行研究，重点讨论：(1)拱坝横缝键槽对限制缝面切向滑移的不同程度约束对反应的影响；(2)分别采用Westergard模型和不可压缩流体有限元模型考虑上游库水对坝面的动压力作用，比较分析了上述不同水库模型对拱坝在地震作用下横缝开度响应分布的影响。计算结果表明：(1)考虑键槽对横缝两侧施加完全切向约束条件对降低拱坝两岸的横缝开度幅值有重要的意义；(2)相比流体有限元模型，基于Westergaard动水压力公式计算得靠近两岸坝肩部位横缝开度响应有一定程度偏大，这一结论已被前人试验成果所证实。     

西北寒旱区高坝水库的水温与冰情研究

为探究西部寒旱地区水库修建对水温、冰情的影响,采用垂向一维水温冰情模型及纵向一维水温模型,对黑河黄藏寺水库库区和坝下游河道水温、冰情进行了预测,并与建库前进行了对比和分析。研究结果表明:黄藏寺水库水温结构为分层型,冬季坝前水温呈逆温分布,水库的修建对库区及坝下河段冰情程度有一定的弱化,初冰时间较建库前推迟约1个月,冰情持续时间减少约20天,最大冰厚由建库前的0.76 m减小至0.49 m,坝下一定范围内不再有冰情出现;水库泄水出现了一定的春夏季低温水及秋冬季高温水现象,沿程水温在各时段均出现了不同程度的恢复效应。     

水电站进水口分层取水水力特性模型试验研究北大核心CSCD

在高坝水电站工程建设快速发展的同时,电站下泄的低温水体对下游河道生态系统所造成的破坏性影响已不容忽视;在电站进水口前放置一定高度的叠梁门,使电站从水库表层取水发电,从而减轻对下游河道生态系统的"冷害"侵蚀,是目前缓解高坝水电工程建设与保护水生态环境之间矛盾的一种措施;而分层取水叠梁门的设置,将改变电站进水口的水流条件,使其相关水力特性发生变化。本文结合某大型水电站进水口分层取水水工模型试验,对各库水位条件下的叠梁门放置高度、进口漩涡特性、叠梁门上的动水压力特性、叠梁门对电站进水口段的局部水头损失及压力分布特性影响等进行了研究;另外,针对叠梁门这种薄而高的轻型结构,还进行了机组甩负荷对其产生的水击附加压力特性研究;得出了一些规律性的认识,可供采用类似分层取水设施的进水口工程参考。     

拱坝地震破坏的模型试验与数值模拟

从模型试验和数值模拟两方面研究拱坝在地震作用下的破坏情况.在振动台上进行了高拱坝的动力模型试验,研究空库情况下整体坝的破坏过程和破坏形态.试验中采用仿真混凝土,模拟部分地基和山体.由设计加速度反应谱生成地震加速度时程,在顺河向逐级加载输入.为与模型试验互相验证,文中模拟相似的条件,对拱坝的原型进行非线性有限元分析.在宏观均质假定的基础上考虑混凝土细观分布的非均匀性,得出的破坏过程和破坏形态与模型试验结果一致.证明了模型试验设计和本文数值模型的有效性.研究表明,顶拱中部附近是拱坝抗震设防的关键部位,地震作用下易发生开裂,极端情况下坝块可能脱落,随后其两侧的混凝土相继脱落导致破坏区域扩大,应对该区域进行深入的抗震分析并采取合理的抗震措施.     

新疆恰甫其海黏土心墙坝运行期安全监测分析

阐述了恰甫其海水库黏土心墙坝在施工期和运行期黏土心墙、坝壳料的沉降变形规律和特征值,对心墙和坝壳料的施工质量进行了初步评价;分析了坝体、坝基、坝肩蓄水前后和运行期的渗流变化情况,对黏土心墙的工况和帷幕阻水效果进行了初步评价,并对心墙蓄水前后和运行期的土压力做了定性分析。     

恰甫其海粘土心墙坝施工期及蓄水初期监测资料分析

阐述了新疆恰甫其海水库粘土心墙坝在施工期和蓄水初期，粘土心墙和坝壳料的沉降变形规律及特征值，对心墙和坝壳料的施工质量进行了初步评价。分析了坝体、坝基、坝肩蓄水前后的渗流变化情况，对粘土心墙的工况和帷幕阻水效果进行了初步评价，并对心墙蓄水前后的土压力进行了定性分析。     

超高心墙堆石坝大型振动台模型试验及数值模拟

我国西南强震区兴建高坝抗震问题非常突出。振动台模型试验是研究土石坝动力反应和震害机理、验证动力计算方法的有效手段。论文以300m级的双江口超高心墙堆石坝为依托,介绍了大型振动台模型试验,并利用等效线性模型对模型坝进行了数值计算。通过对试验值和计算值的比较,验证了等效线性模型能较好的模拟坝体的动力反应。两种方法均反映出坝体最危险位置在下游坝坡0.75～0.85H处,且空库比满库的地震反应明显偏大。但是,有限元难以准确模拟松散边坡的表面放大效应,可能导致计算结果偏小;且等效线性方法属于非线性粘弹性模型,不能反映先期振动和坝体破坏过程。     

电厂灰场尼龙编织袋充填土坝体的抗震稳定性分析

本文运用二维动力分析方法对一种新型的灰坝－尼龙编织袋充填土坝在地震作用下的动力反应和坝坡稳定性进行了分析。文中就地震时孔隙水压力上升对土的动力特性的影响进行了计算并给出其结果，诸如：坝体内部的加速度反应、动剪应力、孔隙水压力的增长模式以及坝坡的震动稳定安全系数等。     

水垫塘底板失稳区脉动压力的实验研究

本文通过水工模型试验 ,对水垫塘冲击区底板块表面及底面动水动力进行了测量。重点分析了失稳区底板块动水压力特性及相关特性。研究表明 :时均上举力和脉动上举力是造成底板块失稳的主要原因。     

高挡墙混合坝动力反应分析

某抽水蓄能电站上水库主坝由于特殊的地形条件采用了高挡墙混合坝方案，本文对该坝进行了有限元动力反应分析，给出了坝体的震动响应加速度和残余变形，探讨了基岩、库水、下游坡度几个因素对坝体加速度放大系数的影响，得到了一些有益的认识。     

混凝土大坝抗震设计和研究中的若干问题

本文首先回顾了大坝坝址地震危险性估计的研究现状,然后介绍了大连工学院抗震研究室关于大坝地震反应分析的部分研究成果,其中包括:1.重力坝和拱坝计算模型的选择、2.重力坝地震荷载的若干方面、3.求解坝和地基相互作用问题的模态综合技巧、4.分开坝身人工切缝的升阶摄动法、5.坝上附属结构的反应分析。     

三峡水库动库容特征及其在防洪调度上的应用:1.库水位调度控制的灵敏性

根据水库水动力特性分析和数值模拟研究,三峡水库表现出河道型水库所具有的动库容特性,水库水面线不呈水平,坝前水位变化与库容变化不同步,按照静库容曲线计算出的水库蓄泄水量偏差可达50%以上。研究还发现,相对于水库巨大的库容变化的"惯性",坝前水位随水库下泄流量的变化比较快,通过水库的蓄放水调度可以很容易地控制坝前水位的变化,三峡水库汛期调度具有较大的灵敏性。这个特征对于三峡水库的防洪和兴利调度具有重要的价值。     

三峡水库动库容特征及其在防洪调度上的应用:2.动态汛限水位调度方法

根据水库水动力特性分析和数值模拟研究,三峡水库表现出河道型水库所具有的动库容特性,水库水面线不呈水平,坝前水位变化与库容变化不同步,按照静库容曲线计算出的水库蓄泄水量偏差可达50%以上。研究还发现,相对于水库巨大的库容变化的"惯性",坝前水位随水库下泄流量的变化比较快,通过水库的蓄放水调度可以很容易地控制坝前水位的变化,三峡水库汛期调度具有较大的灵敏性。这个特征对于三峡水库的防洪和兴利调度具有重要的价值。     

高流态混凝土胶结堆石筑坝技术在电站建设中的应用

静海水电站采用混凝土砌石重力坝作为水电站拦河坝,从方便施工和宜于质量控制两方面出发,拟用高流态混凝土胶结堆石筑坝技术,通过现场试验,论证了混凝土胶结堆石坝技术措施效果明显,该技术能够满足大坝设计要求,并且具有施工效率高、经济效益好、质量稳定等优点。